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時(shí)間能扭曲嗎?時(shí)間扭曲是怎樣的?
愛因斯坦的廣義相對(duì)論上有很合理的解釋啊 一個(gè)旋轉(zhuǎn)的天體能使組成三維空間以及第四維時(shí)間的“結(jié)構(gòu)”發(fā)生偏轉(zhuǎn)和扭曲 開普勒第三定律:在相同的時(shí)間內(nèi),天體掃過的面積是相等的.現(xiàn)在,事情將開始變得十分奇怪.我確信當(dāng)你發(fā)現(xiàn)時(shí)間膨脹時(shí)你會(huì)感到十分奇怪.但愛因斯坦也發(fā)現(xiàn)了這一假設(shè)的另一個(gè)奇怪得結(jié)果:(在大多數(shù)情況下)我們所生活的世界不是歐幾里德式的.這意味著圓不再是圓,平行線會(huì)相交或發(fā)散,三角形得三內(nèi)角之和不到180度?小心!我不是說你在學(xué)校里學(xué)所學(xué)的東西是錯(cuò)的.歐幾里德式幾何作為一種數(shù)學(xué)抽象總是對(duì)的.但當(dāng)被用來描述真實(shí)世界時(shí),沒有什么是確定的.在愛因斯坦發(fā)現(xiàn)歐幾里德幾何不足以描述世界之前,高斯(Gauss)和其后的黎曼(Riemannn)發(fā)展了另一種幾何.有時(shí)它被稱作“高斯幾何”.當(dāng)他們發(fā)展這一新的數(shù)學(xué)分枝的時(shí)候,他們甚至不能想象這會(huì)是世界的正確描述.事實(shí)上,愛因斯坦在其朋友格羅斯曼(Grossman 一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家)的幫助下,在高斯幾何的基礎(chǔ)上發(fā)展了他的廣義相對(duì)論.我想指出的是:數(shù)學(xué)是獨(dú)立于真實(shí)世界而發(fā)展的.這就叫“抽象”.讓我們另外舉一個(gè)例子:1+1=2.這是真的嗎?作為數(shù)學(xué)抽象,這總是對(duì)的.但當(dāng)你試圖給這個(gè)表述一個(gè)物理含意的時(shí)候,它就是錯(cuò)的了.例如,你不能通過將光速加上光速(記得火車上的經(jīng)歷嗎?你不能將光子的速度加到火車的速度上)“V+C=C”.但如果你將一升牛奶加上另一升牛奶,你將得到兩升牛奶.明白我的意思了嗎?數(shù)學(xué)只有在不涉及現(xiàn)實(shí)的時(shí)候才是正確的.理解這一點(diǎn)非常重要.現(xiàn)在,讓我們回到廣義相對(duì)論.讓我們?cè)O(shè)想在一個(gè)大盤子上畫了兩個(gè)同心圓,一個(gè)非常小,另一個(gè)同盤子一樣大.我們的觀察者站在盤子上,盤子高速旋轉(zhuǎn)著.另一個(gè)處于伽利略系中的人用一把尺子測量這兩個(gè)圓的周長(P)和直徑(d).后者作如下計(jì)算:P/d.他發(fā)現(xiàn)P/d=π.對(duì)于他而言,歐幾里德幾何是正確的.(這里“正確”的含意是它正確描述了現(xiàn)實(shí)) 在盤子上的觀察者用同一把尺子測量了盤子的周長和直徑.在測量直徑的過程中,位于伽利略系中的人覺得尺子的長度沒有縮短(參見狹義相對(duì)論中對(duì)此的描述).因此盤子上的人應(yīng)該得到和伽利略系中人一樣的結(jié)論.然而,第四個(gè)實(shí)驗(yàn)的情況就不同了.當(dāng)盤子上的觀察者測量大圓周長的時(shí)候,他相對(duì)于盤子外的人以非??斓乃俣刃D(zhuǎn),因此從盤子外人的角度看,尺子的長度縮短了.但觀察者不會(huì)發(fā)現(xiàn)相同的結(jié)論,對(duì)他來說:P/d不等于π.歐幾里德幾何在這種情況下不能描述現(xiàn)實(shí).得出這種奇怪結(jié)論的原因是什么?盤子上的觀測者在測量大圓的周長時(shí),受到了一種奇怪的力的作用.你可以稱其為“向心力”.這就是由于引力場的存在(圖中以箭頭標(biāo)志).同樣的實(shí)驗(yàn)可以通過在這三個(gè)不同的系中用同一只表測量時(shí)間:在伽利略系中,在盤子的中心附近和遠(yuǎn)離中心的地方.我們可以得出相同的結(jié)論:盤子上遠(yuǎn)離中心的觀測者的測量結(jié)果和盤子外面的人的觀測結(jié)果不同.引力場的存在可以解釋這一差異產(chǎn)生的原因.這使我們得出如下結(jié)論:引力場影響時(shí)空.引力場導(dǎo)致的時(shí)間膨脹可以測量出來.實(shí)際上,在高山頂上的值略小于山腳下的值.兩個(gè)原本同步的原子鐘在這兩個(gè)不同的地方被放置了一段時(shí)間后給出了不同的時(shí)間.
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