为什么引力越大时间越慢,时间不应该是客观而不是主观的吗? 时间,是客观存在,还是主观概念

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

从日月交替到秒针跳动,时间一直都是人类感知世界的重要组成部分,然而时间之河的流速却并不恒定

    我们的的宇宙在爱因斯坦看来,就是一个三维空间+一维时间的“四维时空”,也就是说,时间和空间是密不可分的,因此广义相对论认为的,“引力扭曲空间”的同时,其实也在扭曲着时间,具体表现就是“引力越强的天体周围,时间流逝速度越慢”

看过《星际穿越》的朋友想必记得,主角一行人穿越虫洞后,在前往目标星球探索前曾计算出了目标星球的时间膨胀速率,用主角的话说就是“一小时七年,省着点吧”

那么是什么原因导致了,“在目标星球待一小时,地球上就会过去七年”呢?

答案就是星球附近的超级黑洞,“卡冈图雅”的引力。这个超级黑洞严重扭曲了,目标星球所在的时空,但这种“时间膨胀”效应只针对地球人,因为地球周围的时空并没有被剧烈扭曲,所以对目标星球上的主角一行人来说,自己只待了几个小时,但地球上已经过去了若干年,这便是相对论效应。


在过去想当长一段时间内,包括牛顿在内的科学家们,都相信“时间在宇宙任何地方,任何情况下,流逝速度都是恒定不变的”,这便是经典物理学中的“绝对时空”观念。

但19世纪末20世纪初,爱因斯坦狭义相对论和广义相对论出现了,这两个理论证明了光速不变,且不可被超越,以及引力的本质,是“质量扭曲时空产生产生的几何跌落”

由此打破了存在于人类脑海中数个世纪的绝对时空观念,取而代之的是“相对时空”观念

虽然时至今日,仍有人对“时间膨胀”效应嗤之以鼻,但早在上个世纪,物理学家们就用安放在塔顶和塔基的两个原子钟,证明了时间流逝速度是会改变的。

现代社会的基石分别是人造卫星和计算机,前者之所以能发挥作用,就是用到了相对论中的时间膨胀公式。

按照狭义相对论,“速度越快,时间越慢”的推论,高速运动的人造卫星上的时间,要比地球上的时间稍微慢一点,如果不用时间膨胀效公式消除误差的话,近地轨道的卫星就会因为和地球时间不同步,而丧失功能。

举例来说,卫星导航系统,如果无视高速运动,带来的时间膨胀效应的话,它的导航和实际地点的误差就会越来越大,最终丧失导航功能。

正如蚂蚁因为体积太小,而无法感觉到地球曲率一样,身处低速运动,且弱引力状态的地球人类,同样也无法感觉到近光速运动,以及强引力场下的时间膨胀效应。

在科幻小说想象的未来,近光速飞船运动时的时间膨胀效应,会让里面的乘客在短时间内跨越千万光年的距离,但和这个“短时间”相对的,是地球世界的沧海桑田。

选择拥抱星辰大海,就得舍弃地球上的一切



我也觉得时间应该是客观而不是主观的,引力越大时间越慢,可能是因为引力大,我们时间就可能过得慢。

虽然是主观形成的,但是昼夜的交替是人们计时的主要来源。但是当地球引力变大时可能会影响地球的自转速度,从而影响昼夜交替速度。

从太阳和月亮的交替到秒针的跳动,时间一直是人类对世界的感知的重要组成部分,但是时间的流逝并不固定

为何引力越大时间越慢,时间是客观而不是主观的吗?~

时空的形态变化导致了时间的快慢;对于时间这一概念,目前很难判断是主观还是客观。
我们先来了解一下引力,何谓引力?顾名思义就是我们在生活中常常谈论到的万有引力,他的全名为:万有引力相互作用力。我们觉得引力很重要,是因为在四种力里面,引力是最早被人类发现和研究的,它主要展示在宏观方面微观方面很少,几乎没有。引力时时刻刻都存在我们身边,它也是被叫做长程力。
最为直观的表现就是我们所依靠的天空中的天体和星球,而正好天体运行看起来好像是很神秘的样子,用现在比较流行的话来说,就是很高大上的一种事物,所以我们通常就认为他很重要了。

根据牛顿的万有引力定律我们可以很清楚的了解到。单论一个物体而言,他的引力与质量的的关系是称正比的,和它们之间的距离的平方是成反比的关系的。在牛顿完善过的经典物理学的理论中,物体的远动状态是以一种绝对的方式存在宇宙之中的,静止是保持相对状态的。根据牛顿的引力定律我们可以很直观的看到,物体之间的引力越大,质量越大,反之择亦然。引力越大,距离越小是一样的道理。

万有引力大理论公式:F=GMm/r (G是命名为引力常数,M为某个天体的质量,m为某个物体质量,r为某个物体到某个天体质心的距离)可以计算到,当r一定时,只需要在乎物体的质量大小即可。当像地球质量这么大的物体时,,时间过去的很慢,主要是光和他的频率之间存在着一种微妙的关系:能量与频率是成正比关系的。

对于时间这一概念,一直到目前为止,都没有人能够给出一个准确的定义,就更不要提他是主观还是客观这一问题了。

有人认为时间就像一根橡皮筋,而其他人认为它是间断性的.如果时间曾经有过开端的话,那就要追溯到160亿年前.让我们一起去看看时间是什么,时间这个如此不规则的尺度是如何作用的.
时间对于住在一楼的人来说比住在顶层的人过得慢,尽管它不足以使里面的人变得长寿.要想使一个人变得年轻些,只需乘坐一架普通的飞机做一次环球旅行就可以了.这是时间效应对所有的人都相同的两个令人难以置信的结果:时间可以延长也可以缩短,这取决于空间、重力和速度.本文将带领读者去探索时间这个外表看起来很亲近但是又很神秘的尺度.
1.时间究竟是什么?
1000多年来,人们一直都在寻找这个问题的答案.比如,在古希腊,时间的定义问题对哲学家的困扰更甚于对数学家的困扰.在伽利略的伟大发现之后,牛顿把时间最终定义为数学上的量.但是,这位伟大的英国科学家认为,时间是一个被神秘气息所覆盖着的客体,因为时间独立于任何物体,在一切之上,是绝对的.时间与圣人是如此接近,以至于上帝被比为一座钟.
爱因斯坦认为,时间一点也不像是大自然里的一条“自由自在的狗”,而是一个实实在在的尺度.即使在今天,我们仍然不能像定义任何一个实际的事物那样给时间下一个定义.我们可以度量时间,但不知道时间是什么,并且还把“时间”挂在墙上或者带在手腕上.根据爱因斯坦的相对论,我们知道时间可以延长或是缩短.这就是物理学家为什么把时间简单地用作确立事件的序列,并且用时间标记它们.比如人的生日或食品的保质期等.
2.时间是像河流一样流动还是有间断的接替?
不幸的是,没有一种理论或者是一项实验能够证实时间是以连续的方式流动还是像一部电影里的每格画面,给人一种连续的印象,即有间断的接替.对时间的连续性或间断性的研究还涉及到另外一个问题,即时间到底有没有开端.对此,至今还没有确切的答案.因为著名的大爆炸理论认为时间—空间有一个开始;而另外的一些科学家则指出,“时间”尺度没有一个瞬间的开始,这是不必要的.这样事情就复杂了.因为根据量子力学的原理,比所谓的普朗克时间(Planck Time)小的时间间隔是不可探知的.普朗克时间单位在 秒数量级.所以在一个非常短的时间内是不可能计算出新生的宇宙状态的.总之,就现在的理论来看,有关宇宙的第一声啼哭将永远是个未知数.
现在我们回到时间的“连贯性”上来.奇怪的是它能够以连续或间断的方式流动,但最小的、可计算的时间间隔则与“普朗克时间”一样.总之,时间是一条连续的带子,而物理学家把它当作一条环环相扣的、不连续的项链.
几年前,科学家大卫·芬克勒斯坦因(David Finkelstein)曾经提出过一种理论,但是没有在科学界获得很大的支持.这位物理学家假设时间原子存在.这些时间原子可能表现出了它们的间断性.
3.对于所有人来说,时间是以同一种方式流逝吗?
爱因斯坦的理论表明答案是否定的.实际上同空间一样,时间也是相对的.相对是什么意思呢?即为了完整地而不是模棱两可地描述一个事件,那么这个事件就应该被放在一个参照系里.例如,如果我与某人在路的尽头约会,那么“尽头”对另外一个人来说可能恰好是路的开端.如果我加上“在路尽头后面的广场”,那么这个“约会事件”就准确了.带有时间因素的事情也是如此.如果我说10年过去了,那么我就必须指出,是与哪个参照系相比过去了10年.很明显,在每天的生活里没有必要拘泥于细节.但是谁又知道将来我们会不会组织星际旅行或者与外星人交流呢?到那时,时间间隔就不再这么简单了,就会感到时间的相对性了.
一个有名的例子能够解释这一切.阿尔法(Alfa )和贝塔(Beta)是一对30岁的孪生兄弟,都是宇航员.2000年,贝塔开始乘坐速度为每秒24万公里的太空飞船向距离地球8光年的一个星球进发.以这种速度,贝塔来回单程各需要10年时间.事实是为了达到所要的平均速度,贝塔需要加快速度,而在到达目的地时还要减速.因为他们两个的参照系不再相同,只需改变运动方向我们就可以把阿尔法和贝塔的时间分离开来.当贝塔在2020年回到地球上来时,将看到阿尔法庆祝50岁(老了20年)生日,而这时对他自己来说才刚刚过了12年,他才只有42岁.这不是一个智力测验.时间的伸缩已经被真实的表所测量到.1971年,美国华盛顿大学的哈费勒(J.C. Hafele)和美国海军天文台的理查德·基廷(Richard Keating)两位物理学家作了环球旅行,并且测量了飞机上的4座原子钟.飞机的速度无法和光的速度相比(相差几百万倍).但是科学家们却证实捕捉到了时间的伸缩性:在旅行结束时,飞机上的钟表指示与地面上的钟表相比晚了59纳秒.另外,高度也影响时间的流逝,爱因斯坦的理论表明由于重力的原因,时间离地面越近流逝得就越慢.实际上,在地下室里,时间流逝得要比在楼房顶层慢.有人曾经计算过,在人的一生中,如果是住在一层的话,可以多活一微秒,当然,这对长寿来讲太微不足道了.
4.如果时间是一个尺度,那么为什么不能像在空间中一样前进和后退呢?
在将来和过去的时间中旅行都属于科学幻想.正如奥地利数学家库尔特·歌德尔(Kurt Godel)在1949年所证实的一样,在过去的时间里旅行是不被物理学的法则所禁止的, 然而条件是非常特殊的:宇宙要能够转动(这在现实中是不可能发生的),并且时间的追求者必须以大于光速71%的速度移 动.总之,菜谱是有了,但是没有配料.正如物理学家斯蒂芬·霍金所认为的那样,这可能是自然保护自己的一种方式,同时阻止时间旅行就会避免可能带来的悖论,例如会和自己相遇或者是改变历史一类的现象.
5.黑洞是否真的是时间机器呢?
黑洞所提供的可能性之一是,在通过了一个时空隧道后落入它们之中,并且重新出现在过去.隧道是什么?有各种各样的假设,从抗重力到对映世界,再到宇宙更替.虽然假设众多,但没有一个是可行的.只需想一想黑洞超强的引力就够了:时间就像一根皮筋,最后被拉长,而在这种情况下要想活着出来是毫无希望的.时间是一个永久的话题,人们仍在不断地探索和尝试其他的方法.


#仉黎淑# 引力越强的地方,时间过得越慢?
(13374597863): 赤道.有

#仉黎淑# 关于引力场中时间变慢 -
(13374597863): 众所周知宇宙 的任何物质都是由分子构成的, 分子是由原子构成,原子又由原 子核与核外电子构成的 ,核外电 子是围绕原子核运动的最小带电 粒子,各种物质以及生 命的形式 与时间刻度都是由电子决定的, 当电子以接近 光速的绝 对速度绕原子核运动时 ,电子因 达到其自身的速度极限 ,反之运 动的速度会变得缓慢, 由于电子 决定着的时间刻度,所 以电子的 速度变慢就意味着物质及生命的 时间变慢,同时电子会受引力场影响,引力越大电子所受力就越大,运速就会变慢,时间也会变慢.

#仉黎淑# 怎样理解引力越大时间越慢? 时间不是实体 看不见摸不着 我在地球静止你在宇宙光速飞行 只是你一秒飞 -
(13374597863): 引力越大,时空坍塌的越大,时间轴越长.“床单实验”听过吧,凌空崩紧的床单是平整的,上面放一个东西,东西越重,质量越大,陷下去越深.宇宙就是一张凌空的大床单,一个星球质量越大,巨大的重量(即引力)使得它陷的更深,这个...

#仉黎淑# 为什么质量越大的天体时间变的越慢? -
(13374597863): 你好,那是因为质量越大在宇宙时空中造成的弯曲度越大,若是用广义相对论到是可以解决这个问题,因此在大质量的天体旁边时间会变得越慢,爱因斯坦也曾用理论公式证明了这点,质量越大造成的弯曲度越大,当然了引力也就越大,希望我的回答能帮助你,祝你愉快…谢谢…展开全部

#仉黎淑# 引力越强时间过得越慢.在高空以光速飞行,根据相对论,应该很慢,但又跟引力的规律相冲,那究竟是过得慢还是快?
(13374597863): 不矛盾,在高空,引力作用较弱,时间过得较慢

#仉黎淑# 如何理解引力越大时间越慢以珠穆朗玛峰为例 按照引力影响时间 山顶的时间比山脚的快 是不是可以理解为山顶的人和山脚的人不在一个时空?一个在过去一... - 作业帮
(13374597863):[答案] 山顶和山低生活在一个时空,时间在相对论中可以认为他存在就有错误!咱们现实生活都不在相对论中,时间不一样可能和太阳有关,这是时区问题!

#仉黎淑# 怎么学相对论....... -
(13374597863): 相对论是把相对性原理与经典物理学相结合的理论. 要学好相对论先要学好经典物理学,再站在相对性的立场上看问题. 相对论并不神秘,相对论的神秘感来源于站在绝对论或地心说立场上解读相对论. 只要抛弃了绝对论或者地心说观念,...

#仉黎淑# 为什么越靠近质量大的物体时间越过的慢? -
(13374597863): 更多的物质聚集在一起引力越大.很明显,物体的质量越大、密度越高,他对其他物质引力越大,根据相对论,在时空构架中,时间进程相对于处在不同引力环境中的物体会有不同的表现,即时间值不同,所以物体在经过质量大的物体时间走得越慢.

#仉黎淑# 引力红移问题.引力越强,时间变慢越甚
(13374597863): 时间变慢是相对的 引力场改变了周围的时空 太阳周围的原子处在和我们不完全相同的时空之中 我们看到那得一切反应以及变化将变慢 所以周期变长 在高山线速度比在地面上的要大 速度也可以造成类似上面的时空扭曲 所以地面上的人看到山顶上时间变慢 但山顶上的人并不觉得 因为时空不同 还有一点 就是山顶和地面差不了多少 因为速度差得不多 这属于相对论内容 时间变短仅仅是在这个时空中的我看另一个时空中的你才会发生的 是两个时空的相对性 自己看自己还是正常的时间

#仉黎淑# “引力越大,时间越慢”和“速度越快,时间越慢”的矛盾?按照广义相对论:楼下的钟因为更接近地面、受到更强的引力作用,所以要比楼上的钟走的慢.... - 作业帮
(13374597863):[答案] 这显然是你的概念混淆,引力和速度是两个不同的量.两个不同的量对同一个有影响,自然是叠加了.即如果引力可以让他慢一秒,线速度可以让他快0.5秒,结果就是慢0.5秒.就好比你占的高度,和你的身高同样能影响你的海拔,但并...