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生活感悟文章:住得越高,老得越快

发布时间:2021-06-06 18:23   文章来源:松丫网 作者:溪门飞雪 围观:

 
你住在高楼里要比你住在平房里的时候老得快。因为爱因斯坦的引力定律告诉我们,引力越大的地方,时间流逝越慢。这就是著名的广义相对论。然而,引力变强导致的时间延缓是细微的,所以想要测出时间究竟慢了多少,就需要借助十分灵敏的原子钟了。2012年,美国国家标准与技术研究所的科学家们就成功地测量出,站在台阶上的人的确比站在台阶下的人老得快。测量方式是,将两个超级精确的原子钟分别放在台阶上和台阶下计时。
 
那么,为什么在强引力条件下时间会减缓呢?这是因为1915年,爱因斯坦的超级大脑发现引力其实并不存在。对的,你没看错,引力就是一种幻觉!要理解这个知识点,你可得跟着我动动脑子了。想象有一天你在一个火箭里醒来,火箭在虚无的空间里以1g(大约为一个引力加速度)的加速度飞行。其实你没什么感觉,你的脚还是紧贴地面,你能随意走动就像还在地球一般。如果把火箭的窗戶封上,你甚至不知道你在火箭里加速飞行。你可能看不出这其中的玄妙,但爱因斯坦借此揭示了一个惊人的事实:引力就是加速度。你也许认为,你脚底紧贴地面是因为有什么力把你牵引向地心,事实上你只是在做加速运动,但你对此毫无觉察。
 
等等,这是怎么一回事呢?
 
让我们再次回到加速飞行的火箭里吧。这次,你要从火箭的左端,水平发射一束激光到右端。仔细观察一下,就会发现射在右端墙上的光点比左边发出的光点要更接近地面一些。因为,在光束从左边飞往右边的过程中,地面仍按1g的加速度上升(接近光束)。当然,你感觉不到任何的加速度,你还以为你仍在地球上,感受到的也只是地球的引力呢。那么,这种情况下,你如何看待光束向地面弯曲这一事实呢?
 
众所周知,光在两点之间只走最短的距离。就像平原上行走的徒步者,两个地点之间最短的路径是直线。但是这对登山者而言则不尽然,他们认为两个地点之间最短的距离应该是曲折蜿蜒的(想象一只高飞的鸟儿俯瞰的景象)。由此可以推断,光束之所以在火箭加速运动时弯曲,是因为空间被扭曲了。把原本“平整”的空间扭曲成起伏的山丘。而火箭中的加速度其实与地球的引力效果相同,这就意味着是引力扭曲了空间。而事实上,爱因斯坦推导的理论是:引力本身就是扭曲的空间。
生活感悟文章:住得越高,老得越快
说得更精确一点,引力是扭曲的空间以及时间。早在1905年,爱因斯坦就发现,空间和时间是同一个事物的两个方面。我们无法察觉时间—空间的扭曲,因为它是四维的,而我们人类只是低等的三维生物。也只有爱因斯坦这样的天才才得以一窥事物的真相。
 
为什么我们的双脚紧贴地面呢?真正科学的回答是:因为地球的时空是扭曲的。想象地球处于时间—空间的谷底,我们都有加速下降到谷底的趋势,但我们下降的路被地表拦截了,它阻止了我们向下加速的趋势。这就是我们感受到的引力。
 
引力是扭曲的时间和空间。它不仅戏弄空间,让光束的路径弯曲。它也不放过时间,对其指手画脚发号施令。接下来,我就来讲讲为什么引力会减慢时间。
 
首先,我们假设一个理想状态的“钟”。它由光束和两面镜子组成。光束在两面镜子之间往返。每当光跳到一面镜子上时,则计数一次,算作一次钟表的“嘀嗒”。如果这个钟是摆放在地球上的,那么两面镜子之间的光束不会是直线——现在大家都应该知道原因了吧,这是因为引力会使光束弯曲。
 
然后,再把这样两个钟分别放置到高低不同的两个位置。低处的钟所受的引力比高处的更大,这是因为前者离地面更近。这样一来,两面镜子间,低处的比高处的光束路径更加弯曲。因此,低处的钟发出的“嘀嗒”声间隔时间更长。综上,低处的钟走得比高处的钟慢。换个说法,时间在强引力中走得更慢。
 
以上举例中,用的是广义上的钟表。如果引力对这个钟有影响,那么它对其他所有钟表都有相同效果。结论也会始终不变:引力会减慢时间。
 
说到这里,你可能会觉得这个知识点过于生僻,简直对日常生活毫无用处。这你就大错特错了。卫星导航和智能手机必须借助全球定位系统卫星来定位你的位置。全球定位系统卫星上都安装着时钟,沿着狭长的轨道绕地球运行。当人造卫星移动到离地球更近的轨道上时,受到的引力更强,因此它们自带的钟也会慢下来。如果你使用的电子设备不能自动补偿这种时间差,卫星就不能准确地定位你的实时位置。
 
引力小的地方,时间减慢程度小;引力大的地方,时间减慢程度大。就目前所知,引力最大的地方是黑洞。它是大质量恒星在生命末期疯狂坍缩形成的无底深渊。如果你能去一趟黑洞游玩,在它视界(光和物质进入黑洞内的单向膜,自此任何光或物质都将被黑洞捕获无法逃脱)外侧徘徊,你的时间相对于宇宙其他地方将慢到极致。如果你往外看去,你将看见整个未来,像电影快进那样在你眼前闪现!
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