可是 ， 斯莫林发问了 ， 我们不雅察一下四周 ， 看获得时候和空间吗？好比我们筹算看一下此刻几点了 ， 当我们看手表的时辰 ， 从手表反射过来的光子击中了我们的视网膜 。 真正触动我们视网膜的工具 ， 是这些光子的能量和动量 ， 按照光子的这些信息 ， 我们的年夜脑阐发出了手表所显示的时候 。
所以 ， 我们并没有看到时候和空间 ， 换句话说我们没看到四维时空 。 那我们看到的是什么呢？
另一种空间！这是由能量和动量所构成的空间 ， 这个空间在物理学上叫做——动量空间 。 与四维时空近似 ， 动量空间也是四维的 ， 此中的一维是能量 ， 而别的三维 ， 是动量的三个分量 。
概况看起来 ， 科学家构建出来的动量空间似乎只是个数学游戏罢了 ， 四维时空已经很好地诠释了宏不雅宿世界 ， 我们再构建个动量空间 ， 似乎没有需要 。 但其其实某些方面 ， 动量空间比四维时空显得加倍真实 。
好比在粒子对撞机中 ， 粒子们高速地相撞 ， 酿成其他一些粒子 ， 涉及到能量和动量的转换；我们操纵天文千里镜不雅察遥远的天体 ， 现实上我们不雅察到的不外是光子的能量和动量这类信息 。 至少从这些不雅察上讲 ， 非论宏不雅宿世界仍是微不雅宿世界 ， 我们也许并不是糊口在时候和空间中 ， 而是糊口在由能量和动量组成的动量空间里 。
更令人深思的是 ， 早在1938年 ， 德国物理学家马克斯?玻恩就发现 ， 非论是用时空坐标系仍是动量空间坐标系 ， 量子理论的几个关头方程的表达都是一样的 。 于是玻恩猜想 ， 人们可否经由过程这种联系 ， 把描述宏不雅时空的广义相对论和描述微不雅粒子动量和能量的量子力学同一起来呢？
文章插图
谁也别想知道年夜象去哪儿了
玻恩那时还猜想 ， 既然爱因斯坦的四维时空可以或许被恒星、星系的质量所弯曲 ， 那么动量空间也应该会被某些事物所弯曲 。
若是动量空间是弯曲的 ， 并且它是真实存在于我们四周的 ， 会对我们的糊口有什么影响呢？斯莫林发现 ， 弯曲的动量空间将底子性地批改爱因斯坦告诉我们的宇宙不雅 。
在广义相对论中 ， 宇宙遍地的不雅察者都处于不异的四维时空中 ， 他们不雅察某个星体的位置时 ， 不会有什么地址上的歧异 。 可是在动量空间中 ， 环境完全分歧 。 例如 ， 若是一颗超新星距离你有100亿光年远 ， 这颗超新星发出的光的能量年夜约是100亿电子伏特 ， 那么你测量这个星体在时空中的位置 ， 若是超新星四周也有一个不雅察者测量了这个星体的位置 ， 你们两人获得的位置是纷歧致的 ， 相差1光秒 ， 即光跑1秒的距离（30万千米） 。 也就是说 ， 若是你和阿谁不雅察者交流一下超新星的位置 ， 他会感觉你给出的超新星的位置有30万千米的误差 。
这就是说 ， 在弯曲的动量空间中 ， 星体的位置其实并不是固定的 ， 而是要取决于不雅察者站在什么位置 ， 斯莫林把这个现象称为星体具有“相对地址” 。
一个不雅察者对四周时空的测量成果 ， 和另一个不雅察者是纷歧样的 ， 并且从理论上讲 ， 两个不雅察者的距离越远 ， 测量成果不同就越年夜；或者两个不雅察者在测量时的时候差距越年夜 ， 测量成果的不同也就越年夜 。
相对地址的概念可以很好地诠释黑洞中的年夜象为什么掉踪了 。 假设在年夜象不幸落入了黑洞的时辰 ， 我们看到了这悲凉的一幕 。 然后我们守候在黑洞旁边 ， 颠末了很多亿年之后 ， 黑洞蒸发清洁了 ， 此时我们不雅察不到年夜象了 。 那么 ， 当我们回溯年夜象落入黑洞的那一刻时 ， 按照动量空间的性质 ， 那时年夜象所处的地址已经变得不确定了 ， 因为作为不雅察者的我们 ， 那时和此时是纷歧样的 。 所以 ， 在黑洞蒸发完毕的时辰 ， 我们竟然无法判定 ， 年夜象昔时是否真的落入了黑洞之中 ， 仍是与黑洞当面错过 ， 幸运地逃走了黑洞的魔爪 。
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