爱读书 探索 时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

在物理学中,时间是一个基本物理量,它是一个抽象的概念,科学家是这样定义时间的:时间是宇宙中物质的变化以及运动的顺序性、连续性以及持续性的一种度量。根据观察到的各种有规律的自然现象(例如地球的公转和自转、月球的公转等),人们给时间定义了年、月、日等等不同的单位。

时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

在相当长的一段时间里,人们都会认为时间是以一成不变的速度在流逝,所以所有人都遵循着同一个时间体系来工作和生活。在日常生活中,时间扮演了重要的角色,它指导了人们在什么时候应该做什么事。

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然而在一百多年前,著名的科学家爱因斯坦却打破了人们的这一认知,他指出时间的流逝并不是一成不变,在特定的情况下,时间是可以扭曲的。爱因斯坦的相关理论提出后,受到了很多的质疑,然而随着时间的推移,人们渐渐发现了爱因斯坦是正确的,原来时间真的可以扭曲。

时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

今天我们就来讲一下,“时间扭曲”的现象是怎么得到科学家的证实的。关于“时间扭曲”,主要是分为以下两种。

时慢尺缩

“时慢尺缩”来自于爱因斯坦的狭义相对论,它描述了运动与时间的关系,其公式如下图所示。

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公式中的 t 是指运动物体的时间,t0 是指静止参考系的时间,v 是指运动物体的当前速度,c 是指光速,从中我们可以看到,一个物体的运动速度越快,它所经历的时间就越短。

1971年,物理学家乔.哈夫勒(Joe.Hafele) 与理查德.基廷(Richard.Keating)设计了一个飞行原子钟实验,他们将高精度的原子钟放置在飞机上围绕着地球飞行,然后将飞机上的原子钟的时间读数与地面上的原子钟做对比,其实验结果首次证实了“时慢尺缩”的真实性。

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值得一提的是,在此之后,科学家们做过多次类似的实验,例如在1996年以及2010年,英国国立物理实验室(NPL)连续两次使用更高精度的原子钟进行了类似实验,其实验结果都与“时慢尺缩”的公式计算的基本一致。

引力时间膨胀

时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

1907年,爱因斯坦提出了“引力时间膨胀”,描述了引力是怎么影响时间的,其公式如下图所示。

公式中的 t 为观测目标的时间,T 为静止参考系的时间,G为引力常量,M为引力源的质量,r 为观测目标与引力源的距离,c 为光速。从中我们可以看到,在一个引力场中,引力源的质量越大,处于这个引力场中的物体所经历的时间就越短,而这个物体与引力源的距离越远,它所经历的时间就越长。

关于“引力时间膨胀”,我们都不用提1969年的“庞德-雷布卡实验”了,因为现在的GPS系统就是很好的证明。由于GPS卫星距离地球非常遥远,“引力时间膨胀”的效应就变得不可忽视,现在的GPS系统都是严格参照爱因斯坦的相关公式进行了精密调整的,否则的话,就根本无法进行精准的定位。

时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实

需要指出的是,虽然时间真的可以扭曲,“时间扭曲”的现象已经得到了科学家的证实,但是因为科技的限制,我们无法把飞行器加速到接近甚至超过光速,也无法去近距离地接触宇宙中的那些质量巨大的天体(比如说中子星、黑洞),所以目前我们暂时还不能利用“时间扭曲”的现象去做穿越时空的事情。


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`

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来源:魅力科学君

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