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爱因斯坦又对了!时间真的可以膨胀,科学家:已经证实

日期: 2023-03-17
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来源:《凤凰新闻》2022/4/15 作者:物镜世界


如果要问人类历史上最伟大的科学家有谁?相信很多人一定会说牛顿和爱因斯坦,的确这两位科学家对人类的影响太大了,牛顿的出现给人类打开了宇宙的大门,让人类知道了宇宙的基本定律,而爱因斯坦的出现给人类探索宇宙指明了方向,现在人类探索宇宙基本上都是按照爱因斯坦的理论去进行的,爱因斯坦最出名的理论就是《相对论》,一直以来,人类都认为时间流逝是不变的,但是爱因斯坦认为,时间的流逝会随着引力和速度的变化而变化,如果按照爱因斯坦的说法,那么对于同一个物体来说,只要它的速度越快,那么它所用的时间就越少。

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这种现象被爱因斯坦称为是时间膨胀,这个理论最开始提出的时候,很多科学家都不敢相信,因为这个理论直接颠覆了人类的传统认知,在侠义相对论中,爱因斯坦主要阐述了速度和时间的关系,爱因斯坦认为时间、空间、物质都是相对的,相对论中给出引力时间膨胀公式为:t'=t*√(1-2GM/rc),在这个公式中,t'是重力时间膨胀效应的值,t是观测者在低重力惯性系统中的时间流逝值,G是万有引力常数,取值是6.67x10^-11N·m/kg;M为天体质量;r为天体半径;c为光速。

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在我们的传统认知中。光速就代表了时间,光速是人类在宇宙中发现的最快飞行速度,光速大约是每秒30万千米,相当于光速一秒钟能够绕地球七圈半,对于人类来说光速非常快,根据爱因斯坦的时间膨胀效应公式我们能够得出,当一个物体的运动速度达到光速一半时,时间膨胀会就达到1.15倍,也就是比我们平时所用的时间慢了百分之15,假如说我们乘坐这样的飞船在宇宙中飞行,我们飞行一年的时间,其实在地球上已经过去了1.15年,在很多科幻电影中我们能够看到。

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男主角乘坐光速飞行在宇宙中旅行很多年,等到他再次回到地球时,地球上曾经和他同龄的人都已经老了,根据爱因斯坦的时间膨胀效应公式,我们能够知道,当飞船的飞行速度达到0.9倍时,时间膨胀效应会慢2.29倍,当飞船速度达到光速的0.99倍时,时间膨胀的效应会慢7倍,当飞船速度达到光速的0.9999倍时,时间膨胀的效应会慢70倍,当飞船速度达到光速的0.999999999999999倍时,时间膨胀的效应会慢707万倍,如果说人类的飞行速度能够达到光速最大值,那么人类的寿命就可以大大的增加。

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看到这里可能很多人会产生一个疑问,就是为什么人类的飞行速度无法超越光速,只能够无限接近光速,因为根据爱因斯坦的理论,当一个物体的飞行速度达到光速时,它的质量就会变得无限大,在现在的物理学上,根本不存在无限大的物质,所以人类的飞行速度最快只能够无限接近光速,根本无法达到光速,更不可能超越光速,在理论上,如果人类的飞行速度能够超越光速,那么我们就能够回到过去。不过即使我们能够回到过去,但是我们也只能够看到过去发生的事情,但是无法改变事实。

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通过爱因斯坦的理论,我们能够知道,时间并不是恒定不变的,时间会根据引力和速度而改变,为了证明爱因斯坦的理论是对的,科学家们还专门做了实现,在1971年的时候,科学家首次进行了原子钟飞行实验,在实验中他们让两架装有原子钟的飞行分别从东、西两个方向飞行,在飞行一段时间后,将两架飞机上的原子钟和地面上的原子钟时间进行对比,结果发现和爱因斯坦的理论完全吻合。

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后来科学家为了获得更加精准的数据,科学家在1980年的时候,将氢原子钟发射到10000公里的高空中,这个实验的结果也和理论值完美吻合,误差只有百分之0.007,通过多次实验,科学家们最终证实了爱因斯坦的理论是对的,我们很难想象在100多年前,爱因斯坦利用公式就已经计算出这个结果来了,爱因斯坦之所以伟大,不仅仅是因为他当时做出的贡献很大,他对人类的影响一直流传到现在,在爱因斯坦的相对论中,有很多预言都是证实了,比如说黑洞、引力波等等。

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在100多年前的时候,爱因斯坦就利用公式计算出了黑洞的存在,但是由于当时人类的科技不够发达,所以当时科学家并没有在宇宙中找到黑洞,但是在2019年的时候,科学家拍到了宇宙中黑洞的照片,这也证实了爱因斯坦的猜想是对的,黑洞确实存在宇宙中,目前人类对黑洞的了解还比较肤浅,现在我们知道,黑洞能够吞噬宇宙中的一切物质,包括光,任何物质只要进入黑洞的视界范围,就会被黑洞的引力所吞噬,除此之外,引力波也被科学家证实了。

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在2016年2月11日,美国科学家宣布他们探测到了引力波的存在,在100多年前,爱因斯坦预言:只要是有质量的物体,就能够导致时空弯曲,而这种弯曲能够形成一个向外无限延伸的场,所有物体包括光都只能够在这个弯曲的时空中沿着短程线运动,而这个时候时空弯曲的效果就会以引力的方式表现出来,其实对于普通物体来说,它们发出的引力波非常小,我们根本无法感觉到,也很难被检测到,科学家检测到引力波是通过两颗中子星轨道变化才发现的。不过这一发现也对人类探索宇宙提供了很大的帮助。

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在爱因斯坦的相对论中,提到很多神秘的天体,除了这些之外还有虫洞,爱因斯坦认为宇宙中应该存在一种能够穿越时空的隧道,而这个隧道就是虫洞,有不少人认为,黑洞可能就是虫洞的入口,在黑洞的另一端还存在一种神秘的天体白洞,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,不过到目前为止,虫洞还没有被科学家发现,不过人类的科技在不断的进步,未来随着人类科技的不断提升,说不定我们能够找到虫洞,如果虫洞能够被证实,那么爱因斯坦的成就可能会超过牛顿,对此大家有什么看法吗?


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