其实引力对时间的影响的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解引力与时间的联系和区别,因此呢,今天小编就来为大家分享引力对时间的影响的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!
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一、引力能对时间产生影响吗如果可以时间不就是物质吗
1、引力的确可以给时间带来影响;但是,时间也不是一种物质。引力远远没有我们想象的那么简单。我们都知道,现代物理学的体系里,有着所谓的“四大基本力”。其中,我们在生活中最常见的,平日里最司空见惯的,必然是引力了。
2、引力,是四大基本力中效应最弱的;但也是四大基本力里最神奇的一个。没错,引力,远远没有我们想象的那么简单。上世纪伟大物理学家爱因斯坦认为,引力,时间,空间,三者之间构成了平衡,稳定的三维宇宙结构;
3、换而言之,引力和我们身处的世界息息相关。甚至,广义相对论之所以成立的准则,就是“引力带来时空的弯曲”。没错,我们之所以能感受到时间在变化,空间在我们的面前以几何的方式出现;
4、就是因为引力无时无刻在影响着它们的状态。引力带来时间和空间的扭曲;和时空的变化,也会让引力的表面引发波动。这种波动,就如同我们在平静的水面上扔下一个石头,所泛起的“涟漪”一样。
5、这种涟漪,它当然也有一个非常高大上的名字:引力波。二零一七年,NASA通过大型激光干涉天文台,发现了数十万光年之外的引力波信号;这一发现,无疑证明了爱因斯坦的广义相对论,是切实成立的。
6、引力能够影响时间:这听起来的确是一个惊世骇俗的观点。我们的一举一动,都会激起引力的变化;也就是说,人类感受到的时间,各不相同。如果说引力都能改变时间的话,那么,后者不就成了一种物质吗?
7、开玩笑,当然不是了。引力作用的存在物,未必是物质;而且,时间的奥秘,也远远没有被我们揭开。
二、时间受引力影响吗
1、如果说时间的减慢取决于光速的减慢,而光速的减慢又与引力引起的物体坠落速度有关的话,那么我们就导出了一个极端的结论:当一个物体坠落速度与光速抵消时,时间就会无限地放慢;当一个物体越接近吸引和吞没它的质量很大的黑洞时,射向外部的光的速度就越慢,光到达远处观察点所用的时间也就越长。
2、如果我们能够观察一个人被黑洞吞没的过程的话,我们就会看到,他在接近黑洞表面时速度十分缓慢,就好像停留在那里犹豫不决,永远也到不了目的地。但从这个可怜的、凶多吉少的人的视点来看,坠落只是一瞬间的事。
3、在黑洞附近,时间过得特别慢,而在坍缩恒星的表面一一“视界”上,时间就停住了。黑洞的内部呢?引力仍然极强,强到能阻止光的逃逸,对其他物体更不必说了,因为不存在比光速快的物体。所有掉进去的东西被留住并在一个狭小的空间内消失,这个空间被命名为:“奇点”。在奇点里,物质可能消失或变成认不出来的样子,在那里也不存在空间和时间。特别对在黑洞外部观察的人来说,内部时间显确显示出同外部时间是分开的,这种区分发生在视界时间停住的时刻。
4、但是,在深入揭开奇点深奥的谜团之前,发生了科学家们称为“时空倒置”的谜。让我们来看一下。
5、在黑洞外面,空间可向任何方向扩张,相反,时间只能走向未来。而在黑洞内部,空间只能走向中央奇点。
6、另一种宇宙时间机器是一种与黑洞性质有关的现象。物理学家尤其主张,没有东西可阻止称为“ *** ”的黑洞存在,在这种黑洞中,光可从其中逃逸。在这种情况下,在黑洞内部由于时间可向后移动,从理论上讲,我们可从逃逸的光得到有关黑洞反方向活动现象的信息:首先“我们将看到”它的结束,之后才是它的开始。这种设想并不像感觉的那样奇异,因为某些天体物理学家深信这些宇宙时间机器是存在的。它们的存在可以从观察宇宙中得到证实。例如,如果按反方向观察一个恒星的爆炸,那么就会做出它的光是经过一部宇宙时间机器传递的解释。
三、在相对论中影响时间的因素有
在相对论中,影响时间的因素主要有以下几个:
根据爱因斯坦的相对论,时间与速度有关。当物体以接近光速的速度运动时,时间会变慢。这意味着,一个运动物体的时间会比一个静止物体的时间过得慢。
引力也会影响时间。在强引力场中,时间会过得比在弱引力场中慢。这个现象被称为引力时间膨胀。
质量也会影响时间。根据相对论,质量越大,时间越慢。这意味着,一个质量较大的物体的内部时间会比一个质量较小的物体的内部时间过得慢。
能量也会影响时间。根据相对论,能量越大,时间越慢。这意味着,一个能量较高的物体的内部时间会比一个能量较低的物体的内部时间过得慢。
总之,在相对论中,影响时间的因素包括速度、引力、质量和能量。这些因素使得时间不再是绝对的,而是相对的,取决于观察者的参考系。
在经典物理学中,速度是物体在单位时间内移动的距离。但在相对论中,速度被重新定义为物体在时空中移动的速率。相对论中的速度不仅包括物体在三维空间中的速度,还包括物体在时间维度上的速度。因此,相对论中的速度是一个四维向量,通常用光速(c)作为基准。
引力是质量之间相互吸引的力。在牛顿引力定律中,引力与两个物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。然而,在相对论中,引力被重新描述为质量对时空的弯曲,这种弯曲导致了物体之间的相互吸引。这个理论被称为广义相对论,由爱因斯坦提出。
质量是物体所具有的惯性大小的度量。在经典物理学中,质量是一个恒定的量,不会随着物体速度的改变而改变。然而,在相对论中,质量随着速度的增加而增加,这个现象被称为相对论性质量增加。当物体的速度接近光速时,其相对论性质量可以变得非常大。
能量是物理学中一个重要的概念,它描述了物体做功的能力。在相对论中,能量与质量之间存在着密切的联系。根据著名的质能方程E=mc^2,质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。这个方程表明了质量与能量之间的相对性。
四、为什么引力会使时间变慢
打小我们的祖先、长辈就教导我们一定要珍惜宝贵的时间,而现实生活也告诉我们时间是连续不断的东西,它只会向未来单一的方向匀速发展,也就是说,我们没有办法找回逝去的时间,也没有办法让时间流速慢下来。时间流(变化率)被认为是宇宙的基本定律之一。即,时间流不能改变。
时间是人为规定的一个比较抽象的概念,我们根据地球绕太阳的规律运动确定了一个恒星年,也根据地球的四季变化规定了一个回归年,这说明我们对时间的概念是根据一件事物有规律的运动总结出来的经验。也说明时间是事物的无限持续发展,从过去、现在到未来的不可逆事件。
时间是各种测量的组成部分,用于对事件进行排序,比较事件的持续时间或事件之间的间隔以及量化物质现实或有意识体验中的数量变化率。
现代物理学所说的时间与经典时间概念有很大的不同。1905年,爱因斯坦提出了相对论,即狭义相对论。这一理论改变了我们对整个时空结构和性质的看法。
现在我们要放弃我们心中对时间固有的看法,时间不仅会在我们周围的事物中流动,还会在我们体内流动。时间只以变化率的形式存在于物质内部,时间的流速在很大程度上取决于物质的相对运动。
在量子水平上,例如在我们的身体内部,存在着相互作用的基本力,这些量子级的基本力以恒定的光速在所有物质内部发生着相互作用(通信),从而导致了原子,分子和细胞水平上的所有变化。因此以光速进行的相互作用就是我们观察到的时间流逝的极限。
当我们观察一个非相对运动的物体时,我们只能看到物体内部以光速传递的基本力的影响,这也是物质内部变化率或时间流逝的速度。所以不要认为一个静态的物体是完全静止的:在它内部,相互作用以光速持续地交互。事实证明,物质内部的相对变化率(时间)与爱因斯坦的光钟完全同步:
上图是一个光钟,在两个反射镜之间有一个距离,顶部的反射镜能计算接收到的光脉冲时间间隔。当我们看到一个相对于我们不动的光钟(左图)时,我们看到的时间要比相对于我们运动的光钟(右图)快,因为对于我们来说,相对于我们运动的光钟,光脉冲传播的距离更长,因此花费的时间就越长。当然相对论,我们要了解这个相对,这说的是另外一个观测着的看法,认为你运动速度快,时间减慢!但对我们来说,无论我们以多快的速度运动,我们自己时间是不会变化的,该活多少年还是多少年。所以要记住,相对论是别人的理论,跟我们自己无关。这就是狭义相对论影响事物外部和内部时间变化率的原因。
那么广义相对论的引力为啥会让时间膨胀呢?
其实不是引力减慢了时间,还是狭义相对论下的时间膨胀,只不过是直接套用了一个等效原理,等效原理是广义相对论的基础,它说的是在一个封闭电梯中,我们无法用任何实验手段分辨出电梯是在向上匀加速运动,还是处在一个静止的引力场中,这说明加速度和引力是等效的。因此狭义相对论下的时间膨胀也同样实用与引力场。当然我们还有另外一种解释。
我们知道光以恒定的速度传播。光线的能量取决于其频率,而不是其速度。但是光也受到引力的影响。这意味着,如果从大质量物体的“引力井”深处向上发射一束光线,光线从“引力井”中爬出时会损失一部分能量。
因此,假设我们站在行星的表面上发出的光线是绿色的,即600THz(太赫兹)振荡。等这束光线到达太空已经失去了一部分能量,变成了深红色的光,以400THz的频率振荡。
但是,但是光线在旅途中没有任何东西可以“消除”振荡。也就是说能量不会被创造或毁灭。因此,行星表面的人认为电磁波每秒“振荡”600万亿次,而太空中只看到每秒400万亿次“振荡”,那么唯一可能的解释是,太空中的秒数与地面的秒数长度不同。取而代之的是,根据地面上的手表,在一秒钟内产生的600万亿次摆动,在太空中需要1.5秒才能完成。同样,如果地面每秒打开和关闭光源,太空中将看到持续1.5秒的光脉冲,然后暂停1.5秒。
反之亦然:如果太空向地面发出400 THz的红光,地面会看到600 THz的绿光。在这种情况下,频率的变化对应于光线“落入”引力井时能量的增益。
因此,如果我们假设光速是恒定的,光在引力阱中获得/失去能量,我们必须得出结论,唯一可能的情况是时间在以不同的速度滴答作响。一个时钟无论是机械的还是生物的,引力越强,时间的速度就越慢。这就是引力影响时间的方式。
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