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為什麽引力,會讓時間的流速變慢呢?

從日月交替到秒針跳動,時間壹直都是人類感知世界的重要組成部分,然而時間之河的流速卻並不恒定

我們的的宇宙在愛因斯坦看來,就是壹個三維空間+壹維時間的?四維時空?,也就是說,時間和空間是密不可分的,因此廣義相對論認為的,?引力扭曲空間?的同時,其實也在扭曲著時間,具體表現就是?引力越強的天體周圍,時間流逝速度越慢?

看過《星際穿越》的朋友想必記得,主角壹行人穿越蟲洞後,在前往目標星球探索前曾計算出了目標星球的時間膨脹速率,用主角的話說就是?壹小時七年,省著點吧?

那麽是什麽原因導致了,?在目標星球待壹小時,地球上就會過去七年?呢?

答案就是星球附近的超級黑洞,?卡岡圖雅?的引力。這個超級黑洞嚴重扭曲了,目標星球所在的時空,但這種?時間膨脹?效應只針對地球人,因為地球周圍的時空並沒有被劇烈扭曲,所以對目標星球上的主角壹行人來說,自己只待了幾個小時,但地球上已經過去了若幹年,這便是相對論效應。

在過去想當長壹段時間內,包括牛頓在內的科學家們,都相信?時間在宇宙任何地方,任何情況下,流逝速度都是恒定不變的?,這便是經典物理學中的?絕對時空?觀念。

但19世紀末20世紀初,愛因斯坦狹義相對論和廣義相對論出現了,這兩個理論證明了光速不變,且不可被超越,以及引力的本質,是?質量扭曲時空產生產生的幾何跌落?

由此打破了存在於人類腦海中數個世紀的絕對時空觀念,取而代之的是?相對時空?觀念

雖然時至今日,仍有人對?時間膨脹?效應嗤之以鼻,但早在上個世紀,物理學家們就用安放在塔頂和塔基的兩個原子鐘,證明了時間流逝速度是會改變的。

現代社會的基石分別是人造衛星和計算機,前者之所以能發揮作用,就是用到了相對論中的時間膨脹公式。

按照狹義相對論,?速度越快,時間越慢?的推論,高速運動的人造衛星上的時間,要比地球上的時間稍微慢壹點,如果不用時間膨脹效公式消除誤差的話,近地軌道的衛星就會因為和地球時間不同步,而喪失功能。

舉例來說,衛星導航系統,如果無視高速運動,帶來的時間膨脹效應的話,它的導航和實際地點的誤差就會越來越大,最終喪失導航功能。

正如螞蟻因為體積太小,而無法感覺到地球曲率壹樣,身處低速運動,且弱引力狀態的地球人類,同樣也無法感覺到近光速運動,以及強引力場下的時間膨脹效應。

在科幻小說想象的未來,近光速飛船運動時的時間膨脹效應,會讓裏面的乘客在短時間內跨越千萬光年的距離,但和這個?短時間?相對的,是地球世界的滄海桑田。

選擇擁抱星辰大海,就得舍棄地球上的壹切

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