04.19 為什麼引力大,時間變慢,這種理論到底是怎麼回事?

我們不知道時間是什麼。我們知道很多關於時間的事,但我們無法去它理解。時間是最複雜的概念之一,通常人類的注意力都集中在時間上。科學家和哲學家們一直在努力識別和解釋時間的本質。我們對時間的大部分理解都是由愛因斯坦推導出來的。在這個理論中,時間是第四維度,但我們都知道它在質量上是不同的。我們可以站在空間(選擇的任意座標系)中禁止不動,但我們無法在時間上停滯不前。物理學忽略了這種差異,並用相對論來描述空間和時間間隔的各個方面。

為什麼引力大,時間變慢,這種理論到底是怎麼回事?

我們知道引力會影響時間的節奏。

事實上,當物理學家們使用他們最常用的方式來描述事件和因果關係,即“時空”圖時,他們完全避免了時間流動的事實,或者時間中有一個特殊的時刻,我們稱之為“現在”。“現在”的概念與所有物理學完全不同,儘管愛因斯坦對自己無法理解它感到絕望。他擔心它的真實情況可能在物理學之外。

為什麼引力大,時間變慢,這種理論到底是怎麼回事?

阿爾伯特·愛因斯坦被“現在”這個概念所困擾。哲學家魯道夫·卡爾納普在他的自傳中寫道:

愛因斯坦說“現在”的問題讓他很擔心。他解釋說,“現在”的經驗對人類來說意味著一些特殊的東西,一些與過去和未來本質上不同的東西,但是這個重要的區別在物理中是不存在的,也不可能發生的。在他看來,這種經驗不能為科學所掌握,這似乎是一個痛苦但不可避免的問題。因此,他總結說,“現在”有一些基本的東西,它就在科學的領域之外。

狹義相對論最早是為恆速運動的物體而提出的。愛因斯坦把時間和空間聯繫在一起,形成了一個四維的實體,他稱之為時空。這樣做的效果是,如果某物改變了空間,它也改變了時間。事實上,如果你能加速到光速,你的時鐘就會停止。愛因斯坦想要建立一個加速理論,而不僅僅是恆速理論,所以他開始致力於廣義相對論。

為什麼引力大,時間變慢,這種理論到底是怎麼回事?

愛因斯坦想要建立一個加速理論,而不僅僅是恆速理論,所以他開始致力於廣義相對論。由於引力引起加速度,他希望這個理論包括引力。廣義相對論的計算是非常複雜的,在方程的一邊,不僅有質量,而且有質量的總能量。這就是牛頓定律失敗的原因,牛頓定律只計算質量,而不是質量運動的能量。在等式的另一邊,是時空的彎曲所引起的質量和能量。

該方程的效果是,質量和能量扭曲時空,而時空變形引起的質量和能量的加速度(即引力)。廣義相對論的主要作用是把空間、時間、能量、動量、質量和重力聯繫在一起。


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