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时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

时间：2022-02-20 14:03:45 阅读：1236 评论：66

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在过去的很长一段时间里，人们都认为时间是非常公平的，对于任何人和事物来讲，时间都在以恒定的速度流逝，但爱因斯坦却提出了不同的观点，他在《相对论》中指出，时间的流逝会随着“引力”和“速度”的变化而出现改变。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

根据爱因斯坦的说法，对于同一个物体而言，其速度越快，或者所处的引力场越强，其经历的时间就越慢。这种现象被称为时间膨胀，由于这明显违背了人们的常识，因此在该理论提出之后，很快就遭到了大量的质疑。


然而时至今日，科学界早已接受了爱因斯坦的观点，而《相对论》也成为了现代物理学的重要基石，为什么会这样呢？


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

这是因为爱因斯坦没有说错，时间真的可以膨胀，在过去的研究中，时间膨胀现象已得到科学家的证实。


μ子衰变

在粒子物理标准模型中，μ子和电子一样都是属于轻子，不过μ子的静质量大约是电子的207倍，比电子要“胖”得多。μ子可以在实验室中生成，测量数据显示，自由μ子非常不稳定，其平均寿命只有2.197微秒（0.000002197秒）。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

当宇宙射线轰击地球的上层大气时，也会产生一定数量的μ子，其速度通常可以达到光速的98%以上，按常理来讲，就算以这样的速度，它们也无法从上层大气抵达地球表面，毕竟它们的“寿命”实在是太短了。


但实际情况却是，科学家常常可以在地球表面探测到很多μ子的踪迹，而这就是时间膨胀的一个有力的证据，因为之所以会出现这种情况，其实就是这些由宇宙射线形成的μ子速度太快，以至于产生了非常明显的时间膨胀效应。


引力红移

假如爱因斯坦是正确的，引力真的可以造成时间膨胀，那么在距离一个引力源较远的位置观测，就会观测到从该引力源发射出来的电磁波的频率出现降低，具体表现为其光谱的谱线会朝红端移动一段距离。


实际上，科学家真的观测到了这种现象，这也被称为引力红移，该现象首先在对“天狼星B”的光谱观测中发现。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

（注：“天狼星B”是一颗白矮星，距离地球约8.6光年，其质量与太阳差不多，但直径却只相当于地球，因此这颗星球的表面引力很强）。


在1959年进行的“庞德-雷布卡实验”中，科学家更是直接在地球表面定量地验证了引力红移（高度差为22.6米），其实验结果与根据《相对论》计算出的理论值基本相符（误差小于10%）。


高空实验

由于距离地球表面越远，其受到的地球引力就越小，因此如果将可以精确计时的原子钟置于高空中一段时间，再将它的计时数值与地面上的原子钟进行对比，就可以知道是否存在时间膨胀现象。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

1971年，科学家进行了首次“原子钟飞行实验”，在实验中，他们让两架载有铯原子钟的飞机分别向东、西两个方向飞行，在飞行一段时间之后，再将两架飞机上的原子钟的计时数值与地面上的原子钟进行对比，实验结果表明，实测数据与理论值基本相符（误差约为4%，并且理论值充分考虑了飞机的速度和高度）。


为了获得更高精度的数据，科学家在1980年的时候，将氢原子钟发射到了1万公里的高空，而该实验的结果与理论值几乎完美地符合（误差仅为0.007%），顺便讲一下，这个高度上的时间，大约每73年，就比地球海平面快大约1秒。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

实际上，现代的全球定位系统都必须要排除时间膨胀的干扰，否则的话，每过12个小时，其定位结果就会出现大约7米的偏差，很明显，这当然也是时间膨胀的有力证据。


结语

总而言之，尽管爱因斯坦提出的理论令人感到匪夷所思，但众多证据都表明，他没有说错，时间确实可以膨胀，而这也就意味着，在不太遥远的未来，我们人类或许可以利用时间膨胀来大幅缩短星际航行所需的时间。


时间真的可以膨胀，时间膨胀现象已得到科学家的证实

如上图所示，假如人类未来的宇宙飞船能够以0.8倍光速飞行，那么只需要0.6年的时间就可以飞完1光年，而假如将速度提升到0.99999999999999倍光速，那飞完1光年就仅仅需要4.6秒，怎么样，是不是很期待？


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