第7章 空間和時間(2)[第2頁/共6頁]

將一個事件的四座標當作指定其在所謂的時空的四維空間中位置的手腕常常是有助的。四維空間是不成設想的。對我小我來講，摹想三維空間已經充足困難！不管彆的兩個空間座標，或者偶然用透視法將此中一個表示出來。

正如我們已經看到的，麥克斯韋方程預言，不管光源的速率如何，光速應當是一樣的，這已被緊密的測量證明。由此推出，如果有一個光脈衝從一特定的空間點在一特定時候收回，在時候的過程中，它就會作為一個光球麵發散開來，而光球麵的形狀和大小與源的速率無關。在一百萬分之一秒後，光就散開成一個半徑為300米的球麵；一百萬分之二秒後，半徑變成600米，等等。這正如同將一塊石頭扔到水池裡，水大要的波紋向四周散開一樣，波紋作為一個圓周散開並隨時候越變越大。如果人們把不應時候波紋的快照一一堆疊起來，擴大的水波圓周就會畫出一個圓錐，其頂點恰是石塊擊到水麵的處所和時候。近似地，從一個事件散開的光在（四維的）時空裡構成了一個（三維的）圓錐，這個圓錐稱為事件的將來光錐。以一樣的體例能夠畫出另一個稱為疇昔光錐的圓錐，它表示統統能夠用一個光脈衝傳播到該事件的事件調集。

光芒也必須在時空中遵守測地線。時空是曲折的究竟再次意味著，光芒在空間中看起來不是沿著直線行進。如許，廣義相對論預言光芒必須被引力場折彎。比方，實際預言，因為太陽的質量的原因，太陽近處的點的光錐會向內略微彎折。這表白，從悠遠恒星收回的剛好通過太陽四周的光芒會被偏折很小的角度，對於地球上的察看者而言，這恒星彷彿位於分歧的位置。當然，如果從恒星來的光芒老是在靠太陽很近的處所穿過，則我們就無從辯白，是光芒被偏折了，還是該恒星實際上就在我們看到的處所。但是，因為地球環繞著太陽公轉，分歧的恒星顯得從太陽前麵通過，並且它們的光芒遭到偏折。以是，相對於其他恒星而言，它們竄改了表觀的位置。