04.19 为什么引力大,时间变慢,这种理论到底是怎么回事?

我们不知道时间是什么。我们知道很多关于时间的事,但我们无法去它理解。时间是最复杂的概念之一,通常人类的注意力都集中在时间上。科学家和哲学家们一直在努力识别和解释时间的本质。我们对时间的大部分理解都是由爱因斯坦推导出来的。在这个理论中,时间是第四维度,但我们都知道它在质量上是不同的。我们可以站在空间(选择的任意坐标系)中禁止不动,但我们无法在时间上停滞不前。物理学忽略了这种差异,并用相对论来描述空间和时间间隔的各个方面。

为什么引力大,时间变慢,这种理论到底是怎么回事?

我们知道引力会影响时间的节奏。

事实上,当物理学家们使用他们最常用的方式来描述事件和因果关系,即“时空”图时,他们完全避免了时间流动的事实,或者时间中有一个特殊的时刻,我们称之为“现在”。“现在”的概念与所有物理学完全不同,尽管爱因斯坦对自己无法理解它感到绝望。他担心它的真实情况可能在物理学之外。

为什么引力大,时间变慢,这种理论到底是怎么回事?

阿尔伯特·爱因斯坦被“现在”这个概念所困扰。哲学家鲁道夫·卡尔纳普在他的自传中写道:

爱因斯坦说“现在”的问题让他很担心。他解释说,“现在”的经验对人类来说意味着一些特殊的东西,一些与过去和未来本质上不同的东西,但是这个重要的区别在物理中是不存在的,也不可能发生的。在他看来,这种经验不能为科学所掌握,这似乎是一个痛苦但不可避免的问题。因此,他总结说,“现在”有一些基本的东西,它就在科学的领域之外。

狭义相对论最早是为恒速运动的物体而提出的。爱因斯坦把时间和空间联系在一起,形成了一个四维的实体,他称之为时空。这样做的效果是,如果某物改变了空间,它也改变了时间。事实上,如果你能加速到光速,你的时钟就会停止。爱因斯坦想要建立一个加速理论,而不仅仅是恒速理论,所以他开始致力于广义相对论。

为什么引力大,时间变慢,这种理论到底是怎么回事?

爱因斯坦想要建立一个加速理论,而不仅仅是恒速理论,所以他开始致力于广义相对论。由于引力引起加速度,他希望这个理论包括引力。广义相对论的计算是非常复杂的,在方程的一边,不仅有质量,而且有质量的总能量。这就是牛顿定律失败的原因,牛顿定律只计算质量,而不是质量运动的能量。在等式的另一边,是时空的弯曲所引起的质量和能量。

该方程的效果是,质量和能量扭曲时空,而时空变形引起的质量和能量的加速度(即引力)。广义相对论的主要作用是把空间、时间、能量、动量、质量和重力联系在一起。


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