时空本质  

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时空本质  

相对论是对我们日常时间直觉的第一次重大打击。 它表明时间并非普适一致:时间流逝的快慢取决于引力与运动状态。 两个彼此相对运动的观察者,会对哪些事件是同时发生的产生分歧。 于是,时间变成了一种“有弹性”的东西,与空间共同交织成了四维“时空”。 来源
当物理学家试图解释时间为什么有方向时,常常会借助一个概念——熵。 热力学第二定律指出,无序倾向于增加熵。 例如,一个玻璃杯可以落地摔成碎片、变得一团糟, 但这些碎片不会自发地跃回原位、重新拼合。 过去与未来之间这种不对称,常常被视为“时间之矢”。 来源
这一思想影响极其深远。 它解释了许多过程为何不可逆,包括为何我们记得过去,却不记得未来。 如果宇宙以低熵状态开端,并在演化中变得越来越凌乱, 这似乎就能解释时间为何向前流动。但熵并不能彻底解决时间问题。 来源
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理解它们的一个有用方式, 是把时空想象成一种由微小、携带记忆的“单元格”构成的材料。 正如晶体的晶格会“保存”过去形成的缺陷, 这些微观时空单元也能保留穿过它们的相互作用痕迹。 它们并不是粒子物理学标准模型所描述的通常意义上的粒子, 而是一层更为根本的物理结构;粒子物理学是在这层结构之上运作, 而不是用来解释这层结构的。 来源
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每一次相互作用——例如两个粒子的碰撞——都会把信息写入宇宙。 这些印记会不断累积。 由于它们无法被抹除,所以它们便定义了事件的自然排序: 较早的状态拥有更少的信息记录,较晚的状态则拥有更多。 来源
从这一观点出发,暗物质、暗能量以及时间之矢,或许都源自同一个更深层过程:信息的不可逆累积。 来源
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当黑洞通过霍金辐射蒸发时,累积的信息记录并不会消失; 相反,它会影响辐射的发射方式。 辐射应当携带一些微妙迹象,反映黑洞的历史。 换句话说,向外的辐射并非完全随机;它的结构会被先前记录在时空中的信息所塑形。 探测这些迹象仍超出现有技术,但它们为未来的理论与观测工作提供了一个明确目标。 来源
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