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野有雅兰的博客

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【光锥之内就是命运,怎么应对是你的事】  

2016-10-05 06:54:01|  分类: 科学技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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出自刘慈欣 《三体》第二部,《黑暗森林》



“光的传播沿时间轴呈锥状,物理学家们称为光锥,光锥之外的人不可能了解光锥内部发生的事件。想想现在,谁知道宇宙中有多少重大事件的信息正在以光速向我们飞来,有些可能已经飞了上亿年,但我们仍在这些事件的光锥之外。” 
“光锥之内就是命运。” 
林格略一思考,赞赏地冲斐兹罗连连点头,“将军,这个比喻很好!” 
“可是智子就能在光锥之外看到锥内发生的事。” 
“所以智子改变了命运。”斐兹罗感慨地说。


光锥
在一个二维坐标系内,假定原点O是一个光源,x轴表示观察者到光源的距离,y轴则表示从光源点亮开始后经历的时间。


然而我们知道,光的传播速度是有限的,如果你离得比较远(即x坐标比较大),那么在比较短的时刻上(即y坐标值比较小),你是看不到光源发出的光的:


【光锥之内就是命运,怎么应对是你的事】 - 野有雅兰 - 野有雅兰的博客


从图中可以看到,随着时间的前进,光线的传播范围(两条红线之间的区域)越来越大;


在A点,物体m的时间坐标为1秒左右,距离坐标为50万公里左右,很显然这一刻光线传播不到m所在的位置;

直到时间前进到B点,因为m的距离坐标没有变,也就是说它没有动,仍然离光源50万公里,但时间已经过去了2秒多,我们看到B已经进入到了光锥内部,表示B已经能看到光源啦~


而两线的交点就是光源到达物体m的那一刻。

注:上图为闵氏几何空间,即两点之间直线最长,并且相对原点O所在惯性系来讲,物体在平面上任意两点间通过不同路径所经历的时间是一样的,但物体自身经历的时间随路径长度而变化。


这就是光锥的概念,因为看起来是一个倒立的锥状。


【光锥之内就是命运,怎么应对是你的事】 - 野有雅兰 - 野有雅兰的博客


PS:这图描述的是平坦的空间,如果是在大质量天体附近,第一象限的红线会被扭曲得更靠近y轴,如果是在黑洞视界内部,这条线干脆也跑到第二象限去了,也就表现为光线无法逃出被黑洞扭曲的时空,它在光锥之内的所有路径都是通向黑洞内部的~






而我们又知道,任何有效的信息都不能超光速传播,也就是说,如果一件事连它发出的光都还没有被我知晓,那么我就没有任何其它的途径来获知这件事,这件事也没有任何方式能够影响到我,那么我们就可以认为:它根本没有发生!




而光锥之内就是命运

是说如果你处于一件事的光锥之内
就可以肯定这件事已经在一段时间之前发生了
(不管是几纳秒还是几千年)
你看到的只是它过去的影像
你只能接受它的发生,这是命运的安排
因为——在我们这个三维空间+一维时间的世界里


我们可以看到上图中,在第一象限内,不可能出现某物体沿时间轴逆行的情况,说白了,物体的时间不能倒流,甚至连停止都不可能(即上图中出现平行于x轴的时间线)。



【光锥之内就是命运,怎么应对是你的事】 - 野有雅兰 - 野有雅兰的博客



结合《三体》这部小说,在恒星际尺度的空间上,我们只能接受已经发生的事,发现三体舰队达到光速的时间与它们真正达到光速的时刻相差4年,发现187J3X1被摧毁的时刻也在它真正被摧毁那一刻的50年之后...



【光锥之内就是命运,怎么应对是你的事】 - 野有雅兰 - 野有雅兰的博客

光锥之外的事
你无力掌控
甚至无力发现
你只有接收光锥之内传进来的信息
怎么应对是你的事
但传进来什么都是命运的安排....


via:计划错误(知乎)

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