星际穿越与神秘世界.doc

星际穿越与神秘世界 在看完电影星际穿越后，被银河星系深深的吸引，幻想遨游太空，期盼抵抗衰老，时间弯曲，探究黑洞…… 就此，我们将星际穿越中的三个重要问题做了重要探究。 五维空间 我们生活在一个被命名为“三维空间”的地方，这个空间是由长、宽、高组成。而在我们的空间下面有着低维空间，上面有着多维空间。作为一个活在三维空间的生物，我们想要想象低维空间里的一切似乎非常简单。像二维空间就是由长与宽组成的，所以二维空间是一个平面。而多维空间就不容易想象了，好像四维空间，四维空间是由除了长宽高，还有另外一样构成，就是时间。 空间是具体事物的组成部分，是运动的表现形式，是人们从具体事物中分解和抽象出来的认识对象，是绝对抽象事物和相对抽象事物、元本体和元实体组成的对立统一体，是存在于世界大集体之中的，不可被人感到但可被人知道的普通个体成员。 五维空间是其中一种，它以时空为参数，轴除了开始提到的的四样外，还有另一个——速度。 我们的理解是：三维空间加上了时间的流动，就成为了四维空间，所以我认为三维空间是四维空间的一部分，是建立在四维空间之上的。而五维空间是在四维空间的基础之上，并加上一定的速度。 五维空间就是时间的平面：点就是零维空间。当无数点集合排列之后，形成了线，直线就是一维空间，无数的线构成了一个平面，平面就是二维空间。无数的平面并列构成了三维空间，也就是立体的空间。三维的世界是静止的，当三维世界以时间为基准发生变化时，四维空间就产生了，如果把时间看作一根轴线，则这个轴线上的任意一个点，都是一个三维空间，也就是说无数个三维空间依据时间轴线集合，构成了四维空间。 　　在四维空间中，时间呈线性进行，虽然未来不可预测，但源头只有一个，将来也只有一个，不管下一秒将发生什么，即将发生的未来只有一个。 同样，忽略了三维属性后，我们将会发现，任意一个四维物体在时间轴上都表现为一条线段。 无数的时间轴线集合起来，会构成一个时间平面。这个时间平面就是五维空间，它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。 虽然我们可以想象出无限的概念，但是我们却无法看到五维世界是什么样子，无论怎样。就好像我们人类无法做出永动机一样。面对多维空间我们只能积极地不断地进行探索。或许某天我们能够在空间内自由穿梭，真正了解空间。 神秘黑洞 “黑洞”是20世纪最具有神奇色彩的物理术语之一，形象而多少带有恐怖色彩的字眼使人联想到它犹如一头猛兽，具有强大的势力范围，只要周围物体一旦进入其势力范围之内都会被其吞噬掉。黑洞最初仅仅是一种理论推理演绎的数学模型，但是随着科学的发展，在宇宙中逐步得到了证实，人们不得不承认黑洞的存在。 经典的“黑洞”概念源于1783年，是按照牛顿力学定理推导出的一种极限模型。由牛顿理论可知：物体脱离地球地引力作用的第二宇宙速度。由此公式可知道，当足够大时候，可导致V接近光的传播速度C，任何物体都不能逃逸，连光也不可能逃逸。 20世纪的黑洞源于1915年爱因斯坦建立的广义相对论。广义相对论在研究引力对光的作用的基础上所建立的引力场方程描述了引力场的完整时空结构。在广义相对论中黑洞被定义为不能与外界宇宙空间相互交流的区域，这个区域的边界称为黑洞表或者事件视界。从广义相对论力场方程的特解可以得出这种完整时空结构的特殊区域，落入该区域的任何物质都将被之吞噬，这种特殊的时空区域即称为“黑洞”。 众所周知：通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起的。同时恒星内部的热核反应所产生的大量热能造成粒子的剧烈运动而形成排斥效应，当这两种效应达到稳定平衡时候，恒星将会塌缩。但是，由于热核反映能量逐渐消耗，以至耗尽，恒星就会冷却下来，万有引力的作用大于排斥效应的作用使恒星发生塌缩。原子的壳层将被压碎形成原子核在电子海洋中的漂浮状态。这时电子之间的 斥力与恒星自身引力相比处于劣势地位，恒星将发生塌缩，体积减少，导致塌缩的密度是非常大的。 如果恒星的质量超过奥本海默极限，则没有任何力量能够抵制住强大的引力，星体将塌缩到自身的引力半径之内，从而形成黑洞。 从超新星爆发的角度来看，星体塌缩是一种非常猛烈的过程，爆炸崩掉恒星的外壳，同时产生指向星体中心的巨大压力，使星体的中心部分形成黑洞。 除去恒星塌缩以外，形成黑洞还有其他途径。例如，在星系的中心聚集着亿万颗太阳和 别的物质，在演化过程中很可能发生物质收缩和恒星之间的碰撞，从而形成巨大质量的星级黑洞。 “黑洞”是从预言产生的理论，如果不能证实其存在的真实性，理论就成了“无源之水”，关于黑洞存在的理论预言建立在以下几点根据上： （1）：自然界没有任何力量可以支撑质量为太阳质量3倍以上的“冷”物质（所谓“冷”物质是指停止核反应的物质）以常规方式存在（所谓的常规方式是指原子、分子形式存在的方式）。 （2）：许多已经观测的热恒星的质量远远超过太阳质