第7章 空间和时间(2)[第1页/共4页]

光芒也必须在时空中遵守测地线。时空是曲折的究竟再次意味着，光芒在空间中看起来不是沿着直线行进。如许，广义相对论预言光芒必须被引力场折弯。比方，实际预言，因为太阳的质量的原因，太阳近处的点的光锥会向内略微弯折。这表白，从悠远恒星收回的刚好通过太阳四周的光芒会被偏折很小的角度，对于地球上的察看者而言，这恒星仿佛位于分歧的位置。当然，如果从恒星来的光芒老是在靠太阳很近的处所穿过，则我们就无从辩白，是光芒被偏折了，还是该恒星实际上就在我们看到的处所。但是，因为地球环绕着太阳公转，分歧的恒星显得从太阳前面通过，并且它们的光芒遭到偏折。以是，相对于其他恒星而言，它们窜改了表观的位置。

我们凡是的经历是能够用3个数或坐标去描述空间中的一点的位置。比方，人们能够说屋子里的一点分开一堵墙7英尺（1英尺=0.3048米），分开另一堵墙3英尺，并且比空中高5英尺。或者人们也能够用必然的纬度、经度和海拔来指定该点。人们能够自在地选用任何3个合适的坐标，固然它们只在有限的范围内有效。人们不是遵循在伦敦皮卡迪里广场以北和以西多少英里以及高于海平面多少英尺来指明玉轮的位置，取而代之，人们可用分开太阳、分开行星轨道面的间隔以及玉轮与太阳的连线和太阳与邻近的一个恒星――比方半人马座α――连线之夹角来描述它的位置。乃至这些坐标对于描述太阳在我们星系中的位置，或我们星系在本星系群中的位置也没有太多用处。究竟上，人们可遵循一组相互交叠的坐标碎片来描述全部宇宙。在每一碎片中，人们可用分歧的三个坐标的调集来指明点的位置。

如果人们忽视引力效应，正如爱因斯坦和庞加莱在1905年那样做的，人们就获得了称为狭义相对论的实际。

正如我们已经看到的，麦克斯韦方程预言，不管光源的速率如何，光速应当是一样的，这已被紧密的测量证明。由此推出，如果有一个光脉冲从一特定的空间点在一特定时候收回，在时候的过程中，它就会作为一个光球面发散开来，而光球面的形状和大小与源的速率无关。在一百万分之一秒后，光就散开成一个半径为300米的球面；一百万分之二秒后，半径变成600米，等等。这正如同将一块石头扔到水池里，水大要的波纹向四周散开一样，波纹作为一个圆周散开并随时候越变越大。如果人们把不应时候波纹的快照一一堆叠起来，扩大的水波圆周就会画出一个圆锥，其顶点恰是石块击到水面的处所和时候。近似地，从一个事件散开的光在（四维的）时空里构成了一个（三维的）圆锥，这个圆锥称为事件的将来光锥。以一样的体例能够画出另一个称为畴昔光锥的圆锥，它表示统统能够用一个光脉冲传播到该事件的事件调集。

广义相对论的另一个预言是，在像地球如许的大质量的物体四周，时候显得流逝得更慢一些。这是因为光能量和它的频次（光在每秒钟里颠簸的次数）有一种干系：

但是在广义相对论中，环境则完整分歧。这时，空间和时候变成为动力量：当物体活动，或者力感化时，它影响了空间和时候的曲率；反过来，时空的布局影响了物体活动和力感化的体例。空间和时候不但去影响、并且被产生在宇宙中的每一件事影响。正如人们没有空间和时候的观点不能议论宇宙的事件一样，一样地，在广义相对论中，在宇宙边界以外讲空间和时候也是没成心义的。