时刻胀大为什么重力会减缓时刻的活动

1905年瑞士的春天，在伯尔尼闻名的时钟塔不远处，默不做声的爱因斯坦上了一辆回家的电车。爱因斯坦，仅仅是一个文员，一旦他有时刻考虑世界的本相，就开端了他的作业。正是爱因斯坦肯定的天才优势，当咱们讪笑自己的幻想仅仅一个白日梦时，咱们才考虑了他的主意。他的主意试验之一便是通过电车彻底改变了物理学。

图解:克拉姆街（杂货街）时钟塔，伯尔尼，瑞士

爱因斯坦的困境

有两个十分巨大的物理学家深深的影响了爱因斯坦。第一个是他的偶像：发现了运动规律的牛顿；第二个是麦克斯韦，他提出了电磁规律。可是，这两个理论是互相对立的。麦克斯韦假定电磁波的速度是固定的，比方灯火，它工作的速度极高，高达每秒186000米。他宣称这是世界中最底子的现实。

图解：没有一点一个物体能够工作的比光速快。

鉴于牛顿的运动规律以为速度是相对的。相关于一个停止的查询者，一个以40英里每小时运动的车的时速是40英里；相关于一个时速为20英里的车，这辆车的时速是20英里；而相关于一个时速为60英里的车，这辆车是以相反方向工作的。关于光速来说，相对速度的概念和麦克斯韦的直观的根底观念是相抵触的。这让爱因斯坦陷入了极端苦楚的困境。

这种对立让爱因斯坦宣告了物理学史上具有突破性的答案之一，也是让人难以置信的答案—一个统筹两头的观念，可是看起来并不是很让人震动。为了了解这个抵触，以及终究为什么在这样的一种状况下时刻会走的如此慢，考虑到另一个精妙的思想试验—爱因斯坦最好的试验之一。爱因斯坦幻想了这样一幅画面，一个人站在车站月台，在他的两头都别离有一个灯柱。让他站在右侧一边，在同一时刻去查询从两头灯柱照耀出的灯火。

可是，当另一个人坐在火车上，以灯火的速度穿过它，状况就变得乖僻起来。依据运动规律， 间隔火车更近的灯柱照耀的光会先照耀到这个人，而间隔火车更远的灯柱照耀的光则较慢。从他们的视点来看，两个人关于光速的丈量都是不同的。可是依据麦克斯韦所说的，咱们咱们都以为光速肯定是继续的，不论查询者的运动，但这又怎么可能呢？——一个所谓的“根底的”世界中的现实。

为了补偿这个差异，爱因斯坦以为，时刻是自动变慢，就像光速坚持继续！关于火车上的人来说，时刻走得更慢；而关于月台上的人则更快。爱因斯坦把这种现象叫做时刻胀大。

重力时刻胀大

爱因斯坦把他的理论叫做狭义相对论。这个理论比较特别，由于它处理了稳定速度的问题。为了真实地处理这样的一个问题，即物体详细在哪个时刻点加快或减速，他需求查询，当涉及到加快时，他的理论的影响。归纳和解说一切的普遍现象的作业导致他关于时刻和重力之间的联络；他把这个新发现的重力理论成为“狭义相对论”。

牛顿以为时刻的活动就像一把箭；它只朝着前方行进。爱因斯坦猜想：时刻的改变和速度是相反的。而且关于它的可塑性，像空间相同，时刻也有它自身的维度。实际上，爱因斯坦宣称：这两个其实是一种事物，且是相同的事物，一个四维结构空间，世界中的工作在这个空间是不被折叠的。他把这种现象叫做丝状结构。当爱因斯坦发布了他的效果—一个如此惊人的效果，他收到了预期相同的回应——置疑。

依据广义相对论，事物的延伸或紧缩了丝状结构，就像物体不是没有理由的被拉向地球的中心，而是被在它们之上的歪曲空间向下推。模仿一个斜坡，空间时刻的曲率加快了物体向下移动，虽然加快度不是在一切点都是相同的。重力是十分强的力气，且一向朝向地球外表，曲率在这个方位比在外围区域更激烈一些。

图解：即便技术上的不完善，可是关于一个大质量物体在跳跳床运动，便是一个解说这个空间时刻的歪曲的分外的简略的比方。

假如重力跟着咱们的下降而添加，一个自由落体运动的物体在表球外表B的下落速度要比高海拔的当地A的更快。依据狭义相对论，时刻在B点走的比在A点慢，由于B点的物体的速度更快。

什么是时刻？

那么什么时刻是最精确的时刻呢？嗯，或许都不是。爱因斯坦估测没有肯定的时刻。时刻是相对取决于动力系统的，是一个参阅结构。在你的时刻结构里活动的便是正确的时刻。假如运动原则关于一切的查询者都是相同的，不论他们的运动，那么时刻一定会变慢，比方你运动的越快，那么你的表相对其他的表就会走得慢。这便是安妮 海瑟薇在《星际穿越》中对马修 麦康纳说的，当他们抵达一个悠远的星球之后，她说“天上一时，地上七年。”

图解：什么是时刻？

再一次参阅爱因斯坦的电车。是慢钟的呈现约束了咱们原始神经得到的树立吗？或许说时刻真的变慢了吗？那么时刻变慢意味着什么呢？时刻的改变莫测迫使咱们不得不提问—时刻自身是什么呢？这不单单是一个令人讨厌的哲学本科生在派对上互相评论的问题。时刻的概念从远古时期就现已困惑着即便是超卓的哲学家和物理学家。

时刻的初级功用是使工作按时代次序编列。可是，直到最近400年，人们对时刻的猜想都是：恒星是绕着咱们运动的，而不是咱们绕着恒星。虽然它的推论布景并不精确，“时刻”仍然体现的超卓。它照旧工作，由于时刻日复一日，年复一年的依照咱们所猜测的那样重复，当你的某些工作像你所猜测的那样重复的话，你就有了一个守时机制。

图解：天文钟-陈旧的种

伽利略运用大自然循环的赋性来核算运动。他称，没有一点时刻的参阅，描绘运动几乎是不可能的。可是，这个时刻不是肯定的。即便牛顿现已界说了时刻的规律，他运用时刻的概念，以及借用了两个行走并不是肯定的一步步走的钟，它们有着独立的时刻，可是它们互相的时刻不相同。同步性便是咱们树立高度顶级和精确的原子钟的原因。

咱们在同步性的根底上构建了时刻的概念，两个工作的同步性或许重要的偶然，比方说一辆火车的抵达以及当火车到站时，钟的指针的绝无仅有的重合。爱因斯坦的理论以为这些偶然一定是被一个火车是怎么运动所影响的。假如别离在站台和火车上的两个查询者在同步性上不能达到共同，那么他们在时刻是怎么消逝的也不能达到共同！

在可猜测状况下，运动的影响的抱负让咱们考虑到最简略的计时机制。幻想一个计时设备是由一个光子和双面镜子组成的，一个光子在两个间隔不远的镜子之间来回反射。假定光子反射一次，时刻曩昔一秒。现在，那两个钟别离放在高处的A点和地球外表的B点（之前评论过），别离记载当一个自由落体运动的物体下落通过他们时的时刻。自由落体运动的物体选用它自己的参阅系，以一个邻近的钟来丈量时刻。它们终究丈量到了什么呢？

查询一个光子在双面镜子之间的反射就像查询一个网球在运动的火车之间的反弹。即便关于火车里的人来说，球是垂直地反弹；但关于在火车外面精美的查询者来说，这个球是成三角形反弹的。

当光子第一次像网球相同被开释之后，把设备向前移动，看上去它被反射之前移动了更长的间隔。咱们关于时刻的丈量因而而失真了！此外，设备移动的越快，光子需求反射的时刻就越久，然后延伸了一秒的继续时刻！这便是为什么时刻的活动在B点时比在A点慢（回想一下原因，由于重力，物体在B点下落的速度比在A点的快）。这个可编程的附图生动的描绘了光子的三角形运动，以及因而导致的时刻的消逝。

当然，这个差异是极小的。挂钟别离在山顶和地球外表丈量的时刻的差异是纳秒。可是，爱因斯坦的发现是突破性的。重力真的会阻挠时刻的消逝，这就标明，越重的物体通过它邻近的时刻就越短。

话虽如此，光子钟的挑选证明了这看起来是便当的，整篇文章都评论了光的减速。可是，时刻胀大影响了每一个挂钟，不论它是否依赖于最简略的电磁现象，或许杂乱的电磁力和牛顿的运动规律的结合。广义相对论证明了这一点。现实上，即便生物学进程，以及其促进的时刻，是胀大的。是的……你的手其实比你的脚要老一点点！

参阅资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Pepper- Akash Peshin- sciabc

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