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时间真的可以膨胀,时间膨胀现象已得到科学家的证实

时间:2022-02-20 14:03:45 阅读:930 评论:3

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在过去的很长一段时间里,人们都认为时间是非常公平的,对于任何人和事物来讲,时间都在以恒定的速度流逝,但爱因斯坦却提出了不同的观点,他在《相对论》中指出,时间的流逝会随着“引力”和“速度”的变化而出现改变。


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根据爱因斯坦的说法,对于同一个物体而言,其速度越快,或者所处的引力场越强,其经历的时间就越慢。这种现象被称为时间膨胀,由于这明显违背了人们的常识,因此在该理论提出之后,很快就遭到了大量的质疑。


然而时至今日,科学界早已接受了爱因斯坦的观点,而《相对论》也成为了现代物理学的重要基石,为什么会这样呢?


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这是因为爱因斯坦没有说错,时间真的可以膨胀,在过去的研究中,时间膨胀现象已得到科学家的证实。


μ子衰变

在粒子物理标准模型中,μ子和电子一样都是属于轻子,不过μ子的静质量大约是电子的207倍,比电子要“胖”得多。μ子可以在实验室中生成,测量数据显示,自由μ子非常不稳定,其平均寿命只有2.197微秒(0.000002197秒)。


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当宇宙射线轰击地球的上层大气时,也会产生一定数量的μ子,其速度通常可以达到光速的98%以上,按常理来讲,就算以这样的速度,它们也无法从上层大气抵达地球表面,毕竟它们的“寿命”实在是太短了。


但实际情况却是,科学家常常可以在地球表面探测到很多μ子的踪迹,而这就是时间膨胀的一个有力的证据,因为之所以会出现这种情况,其实就是这些由宇宙射线形成的μ子速度太快,以至于产生了非常明显的时间膨胀效应。


引力红移

假如爱因斯坦是正确的,引力真的可以造成时间膨胀,那么在距离一个引力源较远的位置观测,就会观测到从该引力源发射出来的电磁波的频率出现降低,具体表现为其光谱的谱线会朝红端移动一段距离。


实际上,科学家真的观测到了这种现象,这也被称为引力红移,该现象首先在对“天狼星B”的光谱观测中发现。


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(注:“天狼星B”是一颗白矮星,距离地球约8.6光年,其质量与太阳差不多,但直径却只相当于地球,因此这颗星球的表面引力很强)。


在1959年进行的“庞德-雷布卡实验”中,科学家更是直接在地球表面定量地验证了引力红移(高度差为22.6米),其实验结果与根据《相对论》计算出的理论值基本相符(误差小于10%)。


高空实验

由于距离地球表面越远,其受到的地球引力就越小,因此如果将可以精确计时的原子钟置于高空中一段时间,再将它的计时数值与地面上的原子钟进行对比,就可以知道是否存在时间膨胀现象。


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1971年,科学家进行了首次“原子钟飞行实验”,在实验中,他们让两架载有铯原子钟的飞机分别向东、西两个方向飞行,在飞行一段时间之后,再将两架飞机上的原子钟的计时数值与地面上的原子钟进行对比,实验结果表明,实测数据与理论值基本相符(误差约为4%,并且理论值充分考虑了飞机的速度和高度)。


为了获得更高精度的数据,科学家在1980年的时候,将氢原子钟发射到了1万公里的高空,而该实验的结果与理论值几乎完美地符合(误差仅为0.007%),顺便讲一下,这个高度上的时间,大约每73年,就比地球海平面快大约1秒。


时间真的可以膨胀,时间膨胀现象已得到科学家的证实

实际上,现代的全球定位系统都必须要排除时间膨胀的干扰,否则的话,每过12个小时,其定位结果就会出现大约7米的偏差,很明显,这当然也是时间膨胀的有力证据。


结语

总而言之,尽管爱因斯坦提出的理论令人感到匪夷所思,但众多证据都表明,他没有说错,时间确实可以膨胀,而这也就意味着,在不太遥远的未来,我们人类或许可以利用时间膨胀来大幅缩短星际航行所需的时间。


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如上图所示,假如人类未来的宇宙飞船能够以0.8倍光速飞行,那么只需要0.6年的时间就可以飞完1光年,而假如将速度提升到0.99999999999999倍光速,那飞完1光年就仅仅需要4.6秒,怎么样,是不是很期待?


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评论列表:
  • 游客

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