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世界線
鎖定
- 中文名
- 世界線
- 外文名
- World line
- 提出者
- 阿爾伯特·愛因斯坦
- 提出時間
- 1905年
世界線簡介
世界線(英語:World line)是美國物理學家阿爾伯特·愛因斯坦於其1905年論文《論動體的電動力學》中提及的概念。他將時間和空間合稱為四維時空,粒子在四維時空中的運動軌跡即為世界線。
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在物理學上,世界線是物體穿越四維時空唯一的路徑,因加入時間維度而有別於力學上的“軌道”或“路徑”。
世界線流行文化
5pb.發行的遊戲《命運石之門》講述了在世界線之間的故事。
世界線物理學用法
在物理學上,世界線是時空中某物體的歷史所組成的事件序列,事件的發生與其前後演變可用四維座標標示。世界線是時空中的特殊曲線,線上的每個點都能標出物體在那個時間的時空位置。舉例來説,地球的公轉軌道是宇宙中一個近乎圓形的三維封閉曲線,地球每年都會轉回同一個點,但時間卻不一樣。地球的世界線會在四維時空中循環(像彈簧的形狀那樣沿螺旋式軌跡延伸),而不會回到同一點上。
時空是稱為“事件”的“點”,與標有事件的持續、穩定座標系之集合。四維時空的每個事件都有三個空間維度和一個時間維度,在數學上這稱為流形。若將此概念應用於高階空間,為了方便在平面上作圖,其中兩個空間維度會被省略。每個事件都是閔可夫斯基圖上的一個點,圖上的座標系縱座標為時間軸,橫座標為空間軸。粒子在閔可夫斯基圖上的連續軌跡即為世界線。
世界線構成
不僅粒子的歷史可以構成世界線,一些人為定義的“東西”的歷史也可以構成世界線,比如説影子和光斑。這些點雖然不是真正的粒子,但它們是由真實的粒子來決定的,因此它們的“歷史”也構成世界線。
世界線世界線和時間機器
當然,“世界線”並不能禁止我們回到過去,如果能夠造出時間機器,我們還是能夠回到過去的,但即使我們能自由地穿梭時空,也只能沿着既定的軌跡。還有一種説法是,當我們回到過去,為了避免時間悖論的產生,我們有可能成為過去歷史的旁觀者,對過去發生的一切,我們只能觀看,而無法干預。但是這些僅僅是猜測而已。
如果有關“世界線”的命題成立,那麼,所有有關時間機器和時間旅行的因果反常的討論,就只能作為有趣的科幻小説或自相矛盾的廢話,必須從嚴肅的物理學研究中排除掉了。
但並沒有任何理論證明了時間機器不存在,甚至有理論支持時間機器的存在,但如果時間機器真的能夠存在,它會導致時間悖論的產生,對於世界的發展與改變,也是件非常嚴重的事。