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66662周前
十年以后 爱因斯坦给出了答案 1916年 他正式提出的广义相对论 基于等效性原理,爱因斯坦认为加速运动与引力作用是等效的 所以正在加速或者减速的飞船,正处于一个强引力场之中 引力场越强 时间流逝就越慢 所以相对于处于强引力场的飞船 地球的时间流逝的就会比他快 虽然地球之于飞船相对运动造成了时间减慢 但两个叠加 结果就会是地球的时间,总体比飞船的时间快 所以如果换作以飞船做为参考系 我们要同时计算,高速运动造成的时间膨胀 还要考虑 加速运动 也就是引力场造成的时间膨胀 两项叠加 计算结果与地球作为参考系,是一致的 都是出去飞一圈的乙 更年轻 听上去好像 很抽象 我下面举一个实际应用的例子 全球定位系统GPS 或者我们的北斗卫星 卫星在高空中绕着地球高速转动 他的速度大概是1.4万公里/小时 根据狭义相对论来计算 卫星的时间相比地面上,每天会慢7微秒 另外 卫星的高度距离地面2.15万公里 根据广义相对论 卫星所处的引力场要比地面弱 算出来每天会快45微妙 两项叠加 卫星的时间每天会快39微妙 造成的直接结果就是,每天会造成10公里的定位误差 所以不管是GPS还是北斗,要定位准确 就必须同时用狭义和广义相对论的时间膨胀公式来修正 所以爱因斯坦所说的时间膨胀 并不是有些人认为的人的感知,人的意识 或者信息传递的时间差 他与人的意识没有任何关系 不管有没有意识 甚至不管有没有人 时间他就在那里流逝 流逝的快慢 只与运动速度和引力场 这两个因素有关 当然 广义相对论不仅仅是讲时间膨胀 就是物质的质量或者能量,会导致周围的时空发生弯曲 他用引力场方程 对时空曲率与物质的关系,进行了定量描述 最初爱因斯坦得到的方程是这样的 但是后来他发现 基于这个场方程得到的宇宙模型 没办法保持静止 他要么收缩 要么膨胀 所以他在方程中加入了一个数值来维持平衡 也就是宇宙常数 有了引力场方程,聪明绝顶的爱因斯坦当然要构建新的宇宙模型 爱因斯坦的宇宙模型是这样的 首先 他跟牛顿一样 都认为宇宙应该是静止和均匀的 但是不同于牛顿的无限 爱因斯坦认为宇宙是有限的 我们可以这样想象,把三维的立体空间压缩成二维的平面 这个平面的形状就是一个球形的表面 他的大小是有限的 但是没有边界 这是基于广义相对论 质量会弯曲周围的时空 那整个宇宙就是一个质量均匀分布的整体 这个整体的时空就会被质量弯曲成一个球面的形状
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