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爱因斯坦|时间膨胀：为什么重力会减慢时间流？( 二 )


时间是什么？
那么正确的时间是什么时候?嗯 ， 一个也没有 。 爱因斯坦假设没有绝对的时间 。 时间是相对的 ， 它取决于一个人所受的力系 ， 也就是通常所说的参照系 。 在你自己的框架中运行的时间被称为固有时间 。 如果运动定律对所有观察者来说都是一样的 ， 不管他们的运动是什么 ， 那么时间一定会变慢 ， 这样你运动得越快 ， 你的时钟相对于另一个时钟运行得就越慢 。 这就是安妮·海瑟薇在《星际穿越》中对马修·麦康纳所提到的:“在这个星球上的一个小时相当于地球上的7年 。 ”

爱因斯坦|时间膨胀：为什么重力会减慢时间流？
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在电车上再次参考爱因斯坦的思想 。 慢时钟的出现是我们原始神经系统的控制因素 ， 还是时间真的变慢了？时间的放缓甚至意味着什么？时间的反复无常迫使我们去问-时间本身是什么？这不仅仅是一个讨厌的哲学系学生在兄弟聚会上互相问的问题 。 自上古以来 ， 时间的概念就困扰着自然哲学家和物理学家 。
时间的主要功能是按时间顺序记录事件 。 然而 ， 直到最近400年 ， 人们决定时间的假设是恒星绕着我们转 ， 而不是地球绕着它们转 。 尽管推理的依据不正确 ， “时间”仍然表现良好 。 它之所以有效是因为日子和季节可以预测地重复 ， 当你有一个可以预测地重复的东西时 ， 你就有了一个计时机制 。
爱因斯坦|时间膨胀：为什么重力会减慢时间流？
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古老时钟的示例 。 （提供者：TeePhoto / Shutterstock）
伽利略用这种机构的递归性质来计算运动 。 如果不考虑时间 ， 描述运动是不可能的 。 然而 ， 这一次并不是绝对的 。 即使牛顿提出了运动定律 ， 他也引入了一个时间概念 ， 即两个时钟不是以绝对的、独立的时间同步滴答 ， 而是相互配合 。 同步是我们制造如此精密和精确的原子钟的原因 。
时间的概念基于两个事件的同时性 ， 同时性或关键性的巧合 ， 例如火车的到来以及火车刚到时钟针的恰巧重合 。 爱因斯坦的理论指出 ， 这些巧合必须受到一个人的举动的影响 。 如果平台上的两个观察者和火车不能就同时发生的事情达成共识 ， 那么他们就无法就时间流逝达成共识 。
为了理解运动对可预测性的影响 ， 让我们考虑最简单的计时机制 。 想象一个由光子组成的计时装置 ， 它在两个有限距离的镜子之间来回反射 。 假设光子每次反射都经过1秒 。 现在 ， 把两个这样的时钟挂在地球表面上方的A点和B点上(前面讨论过) ， 让它们测量自由落体经过它们时的时间 。 自由落体用一个类似的时钟在自己的参考系中测量经过的时间 。 他们测量的什么?
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观察两个运动镜之间的光子反射类似于观察网球在运动的火车上弹跳 。 即使球是火车中某人垂直弹跳的 ， 对于外面的静止观察者来说 ， 球也是三角形弹跳的 。
当仪器向前移动时 ， 光子在第一次被释放后 ， 就像球一样 ， 在被反射后似乎移动了更长的距离 。 因此 ， 我们对时间的测量已经扭曲了!此外 ， 仪器移动得越快 ， 光子反射的时间就越长 ， 从而延长了一秒的持续时间!这就是为什么时间的流点B是低于点(记得,由于重力,物体下降速度比A点B点) 。
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https://www.scienceabc.com/wp-content/uploads/2018/01/Time-Dilation-Light-bouncing-on-mirror..gif当然 ， 差别是微乎其微的 。 山顶上的时钟和地球表面上的时钟所测量的时间之差是纳秒 。 尽管如此 ， 爱因斯坦的发现仍然具有开创性 。 重力确实阻碍了时间的流动 ， 这意味着物体质量越大 ， 它周围的时间流逝得越慢 。
话虽如此 ， 鉴于整篇文章都讨论了光的减速 ， 所以选择光钟来证明这一点似乎很方便 。 但是 ， 时间扩展会影响每个时钟 ， 无论它依赖于最简单的电磁现象还是电磁与牛顿运动定律的复杂组合 。 广义相对论的普遍性确保了这一点 。 实际上 ， 甚至生物学过程以及因此的时间都在扩大 。 是的……你的头比脚稍微老一点！
作者: sciabc


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