说说关于垂直的问题。
垂直是欧氏空间几何定义的一个概念,两条直线,若其相交,其交角若有一个是90度,则这两个直线是垂直的。
讨论时空问题,闵氏几何下,时间量ct和空间量xyz之间不再有垂直的概念,除非重新定义。
闵氏几何涉及到时间量和空间量,不能再用三角函数里定义的角度(实三角函数),要定义角度,只能是双曲实角函数或虚角三角函数。为什么呢?
因为在闵氏背景下,若一个三角形不是纯空间量,sin²a+cos²a=1不再成立。
成立的是ch²a-sh²=1,或者sin²(ia)+cos²(ia)=1。(i是虚数单位)
所以,在闵氏几何下,对应于欧氏几何的垂直,使用正交的概念。
说到正交,闵氏时空图,视觉上垂直也好,视觉上不垂直也好,都可以准确地构造正交的两条直线。凡是与光的世界线处于对称位置的两条直线就是正交的。
所以,别老是拿欧氏几何的眼光看闵氏时空的问题。
狭义相对论讨论的是惯性系之间的关系,时空图上,视觉上垂直的两个坐标轴和视觉上不垂直的两个坐标轴,完全是平权的,都是正交关系。