時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

释放双眼,带上耳机,听听看~!

在物理學中,時間是一個基本物理量,它是一個抽象的概念,科學家是這樣定義時間的:時間是宇宙中物質的變化以及運動的順序性、連續性以及持續性的一種度量。根據觀察到的各種有規律的自然現象(例如地球的公轉和自轉、月球的公轉等),人們給時間定義了年、月、日等等不同的單位。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

在相當長的一段時間裡,人們都會認為時間是以一成不變的速度在流逝,所以所有人都遵循著同一個時間體系來工作和生活。在日常生活中,時間扮演了重要的角色,它指導了人們在什麼時候應該做什麼事。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

然而在一百多年前,著名的科學家愛因斯坦卻打破了人們的這一認知,他指出時間的流逝並不是一成不變,在特定的情況下,時間是可以扭曲的。愛因斯坦的相關理論提出後,受到了很多的質疑,然而隨著時間的推移,人們漸漸發現了愛因斯坦是正確的,原來時間真的可以扭曲。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

今天我們就來講一下,「時間扭曲」的現象是怎麼得到科學家的證實的。關於「時間扭曲」,主要是分為以下兩種。

時慢尺縮

「時慢尺縮」來自於愛因斯坦的狹義相對論,它描述了運動與時間的關係,其公式如下圖所示。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

公式中的 t 是指運動物體的時間,t0 是指靜止參考系的時間,v 是指運動物體的當前速度,c 是指光速,從中我們可以看到,一個物體的運動速度越快,它所經歷的時間就越短。

1971年,物理學家喬.哈夫勒(Joe.Hafele) 與理查.基廷(Richard.Keating)設計了一個飛行原子鐘實驗,他們將高精度的原子鐘放置在飛機上圍繞著地球飛行,然後將飛機上的原子鐘的時間讀數與地面上的原子鐘做對比,其實驗結果首次證實了「時慢尺縮」的真實性。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

值得一提的是,在此之後,科學家們做過多次類似的實驗,例如在1996年以及2010年,英國國立物理實驗室(NPL)連續兩次使用更高精度的原子鐘進行了類似實驗,其實驗結果都與「時慢尺縮」的公式計算的基本一致。

引力時間膨脹

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

1907年,愛因斯坦提出了「引力時間膨脹」,描述了引力是怎麼影響時間的,其公式如下圖所示。

公式中的 t 為觀測目標的時間,T 為靜止參考系的時間,G為引力常量,M為引力源的質量,r 為觀測目標與引力源的距離,c 為光速。從中我們可以看到,在一個引力場中,引力源的質量越大,處於這個引力場中的物體所經歷的時間就越短,而這個物體與引力源的距離越遠,它所經歷的時間就越長。

關於「引力時間膨脹」,我們都不用提1969年的「龐德-雷布卡實驗」了,因為現在的GPS系統就是很好的證明。由於GPS衛星距離地球非常遙遠,「引力時間膨脹」的效應就變得不可忽視,現在的GPS系統都是嚴格參照愛因斯坦的相關公式進行了精密調整的,否則的話,就根本無法進行精准的定位。

【科學科普】時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實

需要指出的是,雖然時間真的可以扭曲,「時間扭曲」的現象已經得到了科學家的證實,但是因為科技的限制,我們無法把飛行器加速到接近甚至超過光速,也無法去近距離地接觸宇宙中的那些質量巨大的天體(比如說中子星、黑洞),所以目前我們暫時還不能利用「時間扭曲」的現象去做穿越時空的事情。

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

给TA买糖
共{{data.count}}人
人已赞赏
奇思妙想

NASA破天荒与中国航天局进行合作,对火星进行详细分析

2021-4-11 20:59:03

奇思妙想

深藏在地球内部的行星碎片其实比圣母峰还大数百倍

2021-4-12 12:54:00

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索