第12章 空间扭曲1

　　第1节空间扭曲的概念
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　　什么是空间扭曲？
　　这似乎又是一个白痴的问题。但就这么一个白痴的问题，我想没有几人能真正的回答出来。能说的或许只有网上发布的一些乱七八糟的东西:黑洞引力场、四维克莱茵瓶、虫洞等。
　　再比如网上一张最典型的图片：地球把一张大网一样的空间压出一个大坑，显示出一圈圈的测地线和所谓的引力线；另外旁边附加物理巨佬爱因斯坦吐着舌头的图片，再在旁边附加一句话:物体（质量）告诉空间如何扭曲，空间扭曲告诉物体如何运动。
　　这逼装得好像他就是爱因斯坦一样。那么我再问:空间扭曲有大小吗，有方向吗？如果有，大小如何计算，方向如何定？这下很定没有几个人知道了。
　　OK！不强人所难了，现在就由我带你走进几种空间扭曲的模型，看看什么是空间扭曲的本质。看完之后，包你会有一种豁然开朗的感觉-原来所谓的高大上其实就是家常便饭而已。
　　我先给大家建立一个基本的空间扭曲模型，然后通过几种不同的空间扭曲模型来揭开空间扭曲的神秘面纱。
　　打开超级电脑中的混沌宇宙模型，从混沌宇宙模型中截取10*10*10=10^3的一个10阶魔方，然后另开一个窗口，把这个10阶魔方放进去。注意，这次是真的三维空间，不是被隐藏了的6维度空间。
　　白色的10阶魔方不动，仍旧是绝对空间；紫色的10阶魔方仍旧是介质空间，不过这里介质不是混沌水能量也不是K6，而是我们看得见、摸得着的超级弹性QQ糖。
　　OK！空间扭曲的基本模型建好，就是这么的简单。现在，我把空间扭曲的3种基本模式分别演示一下，带着大家领略一下空间扭曲的风骚。
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　　1.1理想状态中的空间曲率模型
　　现在我模拟出前、后、左、右，4个面同时对10级QQ糖魔方进行挤压，那QQ糖魔方会发生什么变化呢？
　　这个应该不难想象。显然是前、后、左、右被挤压缩小，而上、下方向沿着前、后、左、右这4个面被快速拉伸。
　　于是就得出一个非常直观的结论：介质空间在前后维度被压缩，介质空间在左右维度被压缩，介质空间在上下维度被膨胀。
　　所谓空间扭曲只存在两种基本形式:压缩、膨胀，并不存在想象中像扭麻花那样的“扭曲”形式。如果非要说有“扭曲”这种形式，那我只能说它是通过各种压缩与膨胀的结合。
　　OK！在理想状态中的空间曲率模型中，我们很容易就得出空间扭曲的本质：空间扭曲本质是空间维度的收缩与拉伸，空间维度的曲率值等于介质空间维度长度除以对应的绝对空间维度长度。
　　空间扭曲的本质就这么简单，现在我就直观的、简单的给大家计算一下空间曲率。
　　假设10阶QQ糖魔方被前、后、左、右的4个面压缩到只有原5阶QQ魔方的长度，如果忽略压缩率对体积的影响，通过体积不变原理就轻易算出上下方向被拉伸的长度。
　　等体积等式：10^3=5^2*Lz，解得，Lz=40。
　　假设：左右方向是x轴维度，前后方向是y轴维度，上下方向是z轴维度。
　　则介质空间维度曲率值分别是：Qx=Qy=5/10=0.5，Qz=40/10=4。
　　根据高纬度小知识:无限垂直加勾股定理。空间曲率值等于各空间维度曲率值的矢量和。
　　Qk=∑Q维度=（2*0.5^2+4^2）^1/2。
　　现在是不是有一种豁然开朗的感觉:原来空间曲率计算这么简单，空间扭曲一点也不神秘。
　　如果真这样说的话那就大错特错了，很定是没有看清我的标题是理想状态中的空间曲率模型。
　　这是理想状态，只是直观的告诉你空间扭曲的本质是怎么回事，如果你想用这个公式去计算空间曲率值那是不可能的，因为我们无法测量空间里的各维度上的长度。
　　那我们该如何计算空间曲率呢？这又是另外一个大章需要讨论的问题:空间扭曲的实质是力的作用。想要计算空间曲率，关键是要计算出使空间发生扭曲的力的大小与方向。
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　　1.2孤立系统中的空间扭曲模型
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　　什么是孤立系统中的空间扭曲模型？继续用10阶QQ糖魔方来演示一下就清楚了。
　　点击功能键-圈图，我们把10阶QQ糖魔方中间4*4*4=4^3个QQ糖圈住，然后使用功能键-缩小，使这4^3个QQ糖缩小到只有一个QQ糖的大小。
　　注意：只是中间4^3个QQ糖缩小，但是每个QQ糖都是连着的，这4^3个QQ糖的缩小必然会带动外面的QQ糖也跟着收缩。
　　现在请问：整个10阶QQ糖魔方会变成一个什么样子呢？这就是孤立系统中的空间扭曲模型。
　　什么样子就不描述了，超级电脑会清晰的给你演示出来。如果你的空间想象力够的话，这时你一定会惊讶的大呼：“挖草，牛逼啊！这不就是地球把一张大网的空间压出一个大坑的本质图形吗？！”。没错，的确是这个样子。
　　如果我们反过来设置：把中间4^3个QQ糖膨胀到10^4个QQ糖的位置，则这个孤立系统中的空间扭曲模型适用于太阳（恒星）。理由后面会详细讲解，也就是力的分析。
　　对于孤立系统中的空间扭曲模型，这个空间曲率该如何计算呢？其实一点也不难，只需要知道3个东西就够了：作用力（收缩或膨胀）源的大小、与作用力源的距离、介质空间弹性常数。
　　由这3个东西我们可以计算出孤立系统的空间扭曲模型中任意一点所受力的大小与方向，显然空间曲率的大小与力的大小成正比，空间曲率的方向就是力的方向。
　　至于如何用这3个东西计算这个力，这个只能后面详细讲解，这是一个难点，更是一个核心重点。提前稍微给点提示:知道牛顿的万有引力公式吗？！
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　　1.3整体系统中的空间扭曲模型。
　　这个模型与孤立系统中的空间扭曲模型差不多，不过存在本质的不同。
　　孤立系统中的空间扭曲模型：10阶QQ糖魔方是自由的；整体系统中的空间扭曲模型：10阶QQ糖魔方的六个面全部是固定的。换句话说就是介质空间整体形状不变，边界与绝对空间完全吻合。
　　比如：左上角3^3个QQ糖被收缩到左上角1个QQ糖的大小，右下角1个QQ糖被膨胀到右下角3^3个QQ糖的大小。
　　于是整体系统中的空间扭曲模型就有如下结果：整体介质空间各个维度的曲率值等于1，整体空间曲率值也等于1，不过是不同的局部存在空间压缩或者空间膨胀。
　　…………完美分割线…………
　　非常重要的公式：
　　空间曲率标准公式：Qk=∑Q维度，注:矢量和。
　　Q维度=介质空间维度长度/绝对空间维度长度。