时间真的可以膨胀,时间膨胀现象已得到科学家的证实
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。
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?
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。子衰变
在粒子物理标准模型中,子和电子一样都是属于轻子,不过子的静质量大约是电子的207倍,比电子要胖得多。子可以在实验室中生成,测量数据显示,自由子非常不稳定,其平均寿命只有2。197微秒(0。000002197秒)。
当宇宙射线轰击地球的上层大气时,也会产生一定数量的子,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。
(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。
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。
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。
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?
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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