时间会扭曲:物理学家如何发现这种现象?

时间会扭曲:物理学家如何发现这种现象?

时间会扭曲

这可能听起来像科幻小说,但科学家们已经发现了时间扭曲。

时间扭曲基本上是一种通过加速或使其运行更慢而改变时间流的现象。

物理学家已经了解时间扭曲现象超过100年时间了。事实上,你现在正处于一种时间扭曲状态。

1905年,阿尔伯特·爱因斯坦发表了他的狭义相对论,十年之后,他发表了后续的广义相对论,其中说引力是空间和时间弯曲的一种特性。因此,任何有质量的东西都可以扭曲时间。

当然,引力导致的时空扭曲率越大,时间就过得越慢,更大的东西会更好地扭曲时间。由于质量比太阳大几十亿,黑洞转化为很大的时间扭曲潜力。如果你要接近一个黑洞,物体的引力会扩大时间,使事情发生的速度比与外部观察者相比要慢得多。然而,如果你想要回程,黑洞就不会成为一个好时光的机器:通过一个叫做事件视界的特定点之后,你和你带来的任何东西都永远不会回来。甚至光也如此(因此称为黑洞)。

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太阳和地球也可以在明显的尺度上扩张时间

太阳和地球也可以在明显的尺度上扩张时间。2007年,一颗名为重力探测器B的NASA卫星通过观察地球如何扭曲周围空间,确认了广义相对论的准确度达到99%。

再举一个例子,如果你生活在一个高山顶上,你实际上比在海边的朋友更快地老化 ,海边的引力更强,意味着时间变慢。虽然公平地说,这种加速老化会以极其难以察觉的速度发生。

时间膨胀也可以通过快速移动来实现。根据狭义相对论,相对于静止的观点,移动得更快会导致时间减慢。

马萨诸塞州梅德福市塔夫茨大学宇宙学研究所的教授肯奥·卢姆告诉说:“GPS卫星上拥有超精确的时钟来工作。卫星上的时钟以不同的速度运行,取决于它们与地球的距离。它们也根据卫星的运动以不同的速度运行。为了使GPS准确地报告您的位置 ,卫星在计算时间时必须考虑广义相对论和狭义相对论。”

当然,大规模的物体扭曲时间并不是科幻小说作者写的那种时间旅行。那么,还有其他方法来扭曲时间吗?嗯,理论上可能,但不太可能做到。

新西兰奥克兰大学物理学研究员本杰明·施莱尔说:“普遍的共识是,包含时间机器在内的广义相对论的这些奇异解决方案在现实世界中几乎是不可能实现的。”

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虫洞

一种选项是虫洞,它是物质和光可以通过的理论桥梁 ,是由空间的弯曲产生的。虽然一些理论预测这些虫洞存在于早期宇宙中的微观水平,但他们也发现这些虫洞可能不稳定并且会迅速坍塌。

为了使虫洞真正适用于时间旅行,需要有某种奇特的物质。为了稳定虫洞,理论要求这种奇特的物质(一种未知的物质形式)需要具有负质量和压力,这是科学家们从未见过的。

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宇宙弦

第二种选择涉及宇宙弦 。宇宙弦是是假设性的、理论上可能存在的时空。如果存在的话,它们将非常微小。理论预测,相互加速的两个弦能以奇怪的方式改变时间,例如在时空中创建可能像时间机器一样的闭合曲线。然而,你需要无限的能量才能加速这些弦以达到这种效果。

施莱尔说,未来最有希望观测到的时间扭曲可能通过观察宇宙学找到,这可能是新的,意想不到的发现。

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