
【化】 homogeneity of space-time; uniformity of space-time
时空均匀性(Spatiotemporal Homogeneity)是物理学与宇宙学中的核心概念,指宇宙在时间和空间维度上具有均匀、对称的特性。以下从汉英词典角度分层解析:
合并释义:时空均匀性表示宇宙在大尺度上,不同地点、不同时刻的物理规律(如引力常数、光速)保持不变。
时空均匀性是现代宇宙学基石之一,体现为:
提出时空几何与物质分布的关系,隐含均匀性假设。
明确要求空间均匀性与各向同性(如Peacock, Cosmological Physics, 1999)。
$$ left(frac{dot{a}}{a}right) = frac{8pi Grho}{3} - frac{k c}{a} $$
其中 (a) 为尺度因子,(k) 为曲率参数。
权威来源:
- 爱因斯坦场方程推导(arXiv:gr-qc/0103045)
- 宇宙学原理综述(《Reviews of Modern Physics》vol. 61, 1989)
时空均匀性是物理学中的重要概念,特指时间和空间在特定条件下的对称性质,与守恒定律密切相关。以下是分点解释:
1. 时间均匀性(时间平移对称性) 若物理规律在不同时间点保持一致,表现为拉格朗日量或哈密顿量不显含时间参数。例如,今天和一百年后做自由落体实验,结果完全相同。这种对称性导致能量守恒定律,因为系统能量不随时间变化。
2. 空间均匀性(空间平移对称性) 指物理规律在空间任意位置保持相同。例如在北京和纽约进行同一力学实验,结果一致。这种特性对应动量守恒定律,表现为系统总动量不随位置改变而改变。
3. 物理意义与应用场景
4. 与词语本义的关联 从语言学角度,"均匀"指分布数量相同或时间间隔相等(如钟摆节奏均匀),物理学概念延伸了这种均匀性到时空平移对称性。
核心公式
根据诺特定理:
$$
text{时间平移对称性} Rightarrow frac{dE}{dt}=0
text{空间平移对称性} Rightarrow frac{dvec{p}}{dt}=0
$$
其中$E$为能量,$vec{p}$为动量。
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