Re: [問卦] 地球是圓的 那宇宙是圓的嗎?

作者: XI (MAN)   2021-12-14 23:49:48
※ 引述《yoyodiy (廢文心得文大師)》之銘言:
: 地球是圓的 太陽系行星環繞太陽公轉也是一個封閉的類圓形
: 那地球所在的宇宙 以同理類推是否也是一個以封閉型態存在的類圓形
: 還是有其他的方法存在
要了解宇宙形狀必須了解非歐幾里得幾何
宇宙的形狀是非歐幾里得幾何體積有限而且沒有外面
一般人把歐幾里得幾何當成天經地義理所當然的事不過在數學上並非如此,
原本數學家把歐幾里得幾何當成理所當然,
不過十九世紀的數學家發現可以建立完全合乎邏輯的非歐幾里得幾何,
所以現在的歐幾里得幾何已經不是理所當然頂多只是數學上的一種假設。
歐幾里得幾何的特性是通過線外一點一定只有一條線跟原來的線平行,
歐幾里得幾何的三角形內角和是180度,歐幾里得幾何的曲率是零。
另外有一種和歐幾里得幾何不一樣的非歐幾里得幾何叫做黎曼幾何(橢圓幾何),
黎曼幾何的特性是通過線外一點無法做出任何線和原來的線平行,
黎曼幾何的三角形內角和大於180度,黎曼幾何的曲率大於零。
要了解黎曼幾何的樣子可以想像二維的黎曼幾何例如球面,
球面上不會有平行線所有的直線都會相交於兩點,
而且球面上的三角形內角和一定大於180度。
如果二維的歐幾里得幾何平面面積有限,
歐幾里得幾何平面上的動物一直走一直線一定會走到邊緣,
當然你可以想像既然這個平面面積有限那麼邊緣在那?邊緣外面是什麼?
不過如果是二維的黎曼幾何例如球面就不是這樣,
球面的面積可以有限而且對球面上的動物不會有走到邊緣的問題,
球面上的動物如果一直走一直線最後會走回原點。
一般人無法想像三維的黎曼幾何,
不過數學家還是可以思考推理計算三維的黎曼幾何,
三維的黎曼幾何可以體積有限而且在三維的黎曼幾何走一直線一直走最後會走回原點。
原本數學家以為這只是數學家想像定義出來的幾何學和現實無關,
不過後來愛因斯坦拿非歐幾里得幾何發展廣義相對論,
根據廣義相對論我們的宇宙可以是黎曼幾何的宇宙:
所有的直線都會相交沒有平行線。
三角形內角和一定大於180度。
宇宙可以體積有限走一直線一直走最後會走回原點沒有邊緣也沒有外面。
現在很多實驗觀測都證明愛因斯坦的廣義相對論和觀測結果一致,
全球定位系統(Global Positioning System,簡稱GPS)
必須運用廣義相對論才能運作如果用古典牛頓力學計算就會出錯。
: 另外除了這個宇宙 其他宇宙又是以什麼型態存在?
根據科學的定義,
要討論其他宇宙必須要先說明如何做實驗觀測和測量其他宇宙。
: 有人懂嗎?
: 八卦?
就算是數學系和物理系的教授,
也沒有人能夠完全弄懂所有和宇宙相關的科學理論,
不過要了解和宇宙相關的科學理論至少要先了解廣義相對論。

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