作为时空概念中,一个至关重要的组成部分。时间对于描述环境、量化物体的变化和移动性发挥了极其重要的作用。每日朝九晚五的生活,让我们一度以为时间是绝对的。然而一个发现,却彻底打破了我们之前对相对论的理解。时间,也变得不再绝对,而是相对的了。
身为打工族,每天六点起床、七点坐上公交、赶在九点以前到公司打卡,是我们每日的规律。而世界上、无论上班、上学、吃饭、还是旅游度假,所有事都有着属于自己的时间和时钟。
然而,有时两个看似在不同空间轨迹上同步的时钟。却可能会相遇,并根据二者的相对运动,或者在引力场中所处位置的不同,显示出不同的时间。
比如一辆汽车吧!相对于静止观察者来说,它正在以每小时80公里的速度行驶。然而,如果有一辆车正以同样的速度与它相对而行。那么在对方驾驶员看来,这辆车的时速就翻了一倍,变成了160公里。这,就是时间膨胀效应!
在相对论中,时间并不像看起来那么绝对。对于不同参照系中的观察者来说,它的通过速度很可能是不同的。
在广义相对论中,时间的膨胀是由引力场强度,而不是行进速度决定的。
拿地球来举例的话,就是当我们进行上下移动时,引力场的强度也会随之发生相应的变化。所以,身处高层建筑顶层,所感受到的重力就会比底层更弱。在这里,时间的膨胀效应同样也会变弱。因此,时间的流逝速度也会变得更快。 当然,这种影响可以说微乎其微,基本无法被人类感知到。只有使用极其精确的时钟,才能测量出不同海拔之间存在的时间差。
如果你想体验一把,天上一日、地上一年的感觉。那我建议你可以在距离太阳质量黑洞10公里的地方,放上一个时钟。这样,当你从地球上观察时就会发现。它的每一小时,都会比我们这边慢上大约十分钟左右。
除了流速不同之外,时间膨胀带来的最令人困惑的后果之一,就是双胞胎悖论了。
如果现在,将一对同卵双胞胎兄弟分开。弟弟继续生活在地球上。哥哥则乘坐光速飞船,来趟往返需要一个月的太空旅行。那么当他们再次重聚时,就会出现这样一个无法解释的场景。由于时间膨胀效应的影响,当弟弟返回时,地球可能已经过去几个月、甚至几年了。那么如今这对双胞胎里,究竟谁才应该是哥哥呢?毕竟以双方的时间流速计算。如今的弟弟,年纪可比他的哥哥大了一截呢!