平行线可以相交是真的吗

如题所述

要理解这个问题,首先需要明确什么是直线,什么是平行。我们约定,两点之间距离最短的线段为直线段。因此


平面上的直线就是普通的直线。


球面上的直线就是经过球心的圆弧。如果按照中学中平行的定义,即两条不相交的直线平行,那么球面上任意两条不同的直线都不可能平行,就像两条经线一样,它们的两个交点互为对径点。但是,如果使用黎曼联络下的平行移动来定义平行,那么所有经线都平行。可以这样理解,经线沿着赤道方向经过平行移动后仍然变成经线。也可以理解为,垂直于同一直线(赤道)的两条直线(经线)互相平行。这种定义应用到平面上时与通常的平行定义一致。


现在我们来解释一下平面上两条平行线相交于无穷远点是怎么回事。要理解这个概念,首先需要解释什么是无穷远点。通过球极投影,球面和“平面外加一个点”是同胚的,这个点就是无穷远点。这个操作被称为平面的单点紧化。球面的纬线在平面上表现为同心圆,越靠近极点的纬线在平面上半径越大,随着纬线逐渐收束,平面上的圆周半径趋于无穷。因此,与极点相对应的是无穷远点(半径为无穷的圆周)。显然,平面上任意直线都与无穷远处的圆周相交,因此,无穷远点是两条平行线的交点。


通过上述解释,你应该明白了宇宙中的平行线是什么样的,这取决于宇宙的几何形状。现有的宇宙理论模型有很多,也许将来会被逐步改进和验证。

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