【菜科解读】
超正方体又被称为正八胞体,是一种四维空间的凸正多胞体,相当于三维立方体的四维类比,拥有8个立方胞体,是一个4-4边形柱,可以和正十六胞体通过作垂线的方式相互转化,目前在三维空间中,还不能画出完整的四维胞体,但是能够画出施莱格尔和二维投影,来帮助我们更好的理解,下面就跟着小编一起来看看超正方体吧!

在负维空间中就曾提到,在数学的几何学中,有着拓扑空间的概念,其中点就是零维,线就是一维,而面就是二维,而体就是三维,四维则是由体组成的超立方体,可以说是三维人类无法想象的,严格的来说在我们的三维世界是不存在的,但是在数学中的四维空间是存在的。
超正方体其实就是凸正多胞体中的正八胞体,是四维空间中立方体的类比,4-4边形柱,有8个立方体胞。
超立方体没有角度概念,但是任何一个顶点达到相邻顶点的距离都是相等的。
这和正六百胞体十分相似。

就像人们能从三维图形在二维的投影,想象出三维空间的形状一样,我们也可以通过四维方体在三维空间的投影,想象四维方体的具体外形。
由此就延伸出了施莱格尔投影的概念。
超正方体怎么画 投影分类施莱格尔投影:其实就是四维图形在三维的投影,通过这一投影,就能看出超正方体有8个胞体,24个面,32条棱和16个顶点。
四维方体并不好想象,所以你可以理解为三维物体是直接投影在视网膜上,但是四维物体是只能先投影成三维,在通过一次投影才能出现在视网膜上。
球极投影:就是将超立方体的每个表面都膨胀一定的时间,就得到了一个超球,而球极投影就是我们置身于超球中所看到的景象。

二维线架正投影:这也是我们最容易画出来的一种超正方体投影,因为这是比三维还低的二维面上的超正方体的正投影,依照图上的相邻的两个角都是45度,一个点一个点的画,还是很简单的。
超正方体的展开图如果还不好理解,我们可以像研究三维图形一样,做出超正方体的展开图,虽然看上去很困难,因为我们怎么也不能想象着八个立方体要这怎么转才能合成一个超正方体,这就好像二维不懂三维图形一样。
超正方体是正八胞体,所以与正十六胞体有着相互的联系,只要将正八胞体每个正方体的中心,作出所在正方体的正方形面垂线,就能得到一个正十六胞体。
结语:虽然超正方体对于三维空间的人很难理解,但是在数学中也是真实存在的,我们要向画出超正方体,只能通过投影的方式,才能在三维中呈现。
从一维的线到二维的面,再到我们所熟知的三维立体世界,每一步认知的跨越都如同一场惊心动魄的冒险。
而四维空间,这个超越了我们日常感知的神秘存在,更是引发了无数人的遐想与猜测,甚至有人大胆设想,四维空间的物种就是鬼,人死后或许会进入这个神秘维度。
神秘的四维空间:科学理论中的奇幻之境四维空间,在数学和物理学中有着严谨的定义。
在爱因斯坦的广义相对论里,时空被视为一个四维的连续体,其中三维是空间,一维是时间。
科学家们通过复杂的数学模型和理论推导,试图描绘出四维空间的模样。
想象一下,在一个四维空间中,物体可以沿着我们无法直观感知的第四个空间维度自由移动,这就像二维平面上的生物无法理解三维空间中物体的“上下”移动一样。
近年来,随着量子力学和弦理论的发展,对四维空间的研究又有了新的突破。
弦理论认为,宇宙的基本构成单元不是点状的粒子,而是一维的弦,这些弦在不同的振动模式下形成了各种基本粒子。
而要使弦理论自洽,宇宙可能需要十个甚至更多的维度,其中就包括我们熟悉的三维空间和一维时间,以及额外的隐藏维度。
有科学家推测,这些隐藏维度或许就与四维空间有着千丝万缕的联系。
神秘案例:现实中的“四维幽影”案例一:百慕大三角的神秘失踪与再现百慕大三角,这片位于大西洋的神秘海域,一直以来都笼罩着一层神秘的面纱。
无数船只和飞机在这里神秘失踪,有些甚至在多年后又奇迹般地出现,而船上或飞机上的人员却对失踪期间发生的事情毫无记忆。
有科学家提出一种大胆的假设,百慕大三角可能存在着某种时空扭曲现象,与四维空间有着关联。
当船只或飞机进入这个特殊区域时,可能会被卷入四维空间的一个“通道”,在经历一段时间后,又从另一个“出口”回到我们的三维世界。
虽然目前还没有确凿的证据证明这一假设,但那些神秘失踪又再现的事件,无疑为四维空间的存在增添了一抹神秘的色彩。
案例二:灵异照片中的“幽灵”身影随着摄影技术的发展,越来越多的人声称拍摄到了灵异照片,其中常常出现一些模糊的、看似人形的“幽灵”身影。
有研究人员对这些照片进行了分析,发现有些“幽灵”的出现似乎与周围环境的空间扭曲有关。
他们推测,这些“幽灵”可能是来自四维空间的投影。
在四维空间中,物体的存在形式和运动方式可能与我们三维世界完全不同,当它们与我们的三维世界产生某种交集时,就可能以这种模糊的身影出现在照片中。
虽然这种解释还缺乏足够的科学依据,但它为我们理解灵异现象提供了一个全新的视角。
案例三:濒死体验中的神秘隧道与光芒许多有过濒死体验的人都描述了类似的场景:他们感觉自己漂浮在黑暗的空间中,前方出现一条神秘的隧道,隧道尽头散发着耀眼的光芒。
有科学家认为,这种濒死体验可能与四维空间有关。
当人的生命即将结束时,意识可能会脱离三维身体,进入一个更高维度的空间,也就是四维空间。
那条神秘的隧道和光芒,可能是四维空间与三维世界之间的过渡区域。
虽然目前还无法证实这一观点,但濒死体验的普遍性和相似性,让人们对四维空间与人类灵魂的关系产生了更多的思考。
科学探索:寻找四维空间的真相为了揭开四维空间的神秘面纱,科学家们进行了不懈的努力。
大型强子对撞机(LHC)是人类目前建造的最强大的粒子加速器,它可以通过高速碰撞粒子来模拟宇宙大爆炸时的极端条件,有可能发现隐藏维度和四维空间的线索。
此外,引力波的探测也为研究四维空间提供了新的途径。
引力波是时空扭曲所产生的涟漪,通过对引力波的精确测量,科学家们可以深入了解时空的结构,或许能发现四维空间对时空的影响。
比如说有人就提出了这样一个问题:既然木星是气态行星,那如果把木星上的气体全部吹走,会有什么结果呢?下面我们就来讨论一下。
首先要讲的是,所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星,而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星,也就是说,气态行星也是可以拥有固态核心的。
那么木星到底有没有固态核心呢?其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。
尽管以人类当前的科技水平,暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索,但通过探测器在木星附近收集到的数据,我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。
如上图所示,在探测器飞越木星的过程中,其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移,通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异,就可以构建出木星的重力场模型,进而猜测出木星内部的质量分布。
科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出,木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核,其质量在地球的12倍至45倍之间注:这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。
因此科学界普遍认为,木星应该有一个致密的固态核心,其外包裹着大量的氢和氦注:木星主要由氢和氦构成,其中氦占其质量的大约4分之1,其他的绝大部分都是氢。
由于随着深度的增加,木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密,因此木星的结构应该是:最外层是气态的氢和氦,当深度增加到一定程度时,氢和氦就以液态存在,而在更深的位置,极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来,使得它们像金属一样可以导电,这种状态的氢也被称为“金属氢”,在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。
据此我们可以得出,木星上层的气体一旦消失,木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体,在这种情况下,如果把木星上的气体全部吹走,其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦,只剩下一个比原来小得多的固态核心。
值得一提的是,虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。
从理论上来讲,假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近,它的气体就会被主太阳不断地剥离,久而久之,这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话,科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。
有意思的是,我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。
这颗星球被命名为“TOI-849b”,距离地球大约730光年,由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现,其主太阳被命名为“TOI-849”,是一颗与太阳相似的黄矮星。
观测数据表明,“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多,但它的质量却大约是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度约为5.2克/立方厘米,与像地球这样的岩石行星相当。
另一方面来讲,“TOI-849b”距离它的主太阳非常近,以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右,并且大约每18个小时,它就会完成一次公转。
所以我们可以做一个合理的猜测,“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星,后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道,在此之后,它的气体就持续地被主太阳“吹”走,最终演化成了一颗“冥府行星”,而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。