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愛因史坦又對了!時間真的可以膨脹,科學家:已經證實

2024-10-14科學

要是問人類歷史上最牛的科學家有誰呢?好多人肯定會說牛頓和愛因史坦呀。確實,這兩位科學家對人類的影響那可太大啦。牛頓的出現就像是給人類開啟了宇宙的大門,讓人類知曉了宇宙的基本定律。而愛因史坦的出現呢,給人類探索宇宙指明了方向,現在人類探索宇宙差不多都是按照愛因史坦的理論來進行的。愛因史坦最有名的理論就是【相對論】啦。一直以來呀,人類都覺得時間流逝是恒定不變的,不過愛因史坦覺得,時間的流逝會跟著重力和速度的改變而改變哦。要是按照愛因史坦的說法,那對於同一個物體來說,只要它的速度越快,它所用的時間就越少啦。

愛因史坦把這種現象稱作時間膨脹。當初這個理論剛被提出時,好多科學家都不敢相信,畢竟它直接把人類的傳統認知給顛覆了。在狹義相對論裏,愛因史坦主要講了速度和時間的關系。他覺得時間、空間、物質都是相對的。相對論給出的重力時間膨脹公式是:t'是重力時間膨脹效應的值,t 是觀測者在低重力慣性系統中的時間流逝值,G 是萬有重力常數,數值是 6.67x10^-11N·m/kg;M 是天體品質;r 是天體半徑;c 是光速。

在咱傳統的認知裏哈。光速那可是代表著時間呢,光速是人類在宇宙裏發現的最快飛行速度啦,光速大概是每秒 30 萬千米呢,這就相當於光速一秒鐘能繞地球七圈半呢。對於人類來講,光速那是相當快啦。根據愛因史坦的時間膨脹效應公式能得出,當一個物體的運動速度達到光速一半的時候,時間膨脹就會達到 1.15 倍,也就是比咱們平時用的時間慢了 15%。要是說咱們乘坐這樣的飛船在宇宙中飛行,咱們飛一年的時間,實際上在地球上已經過了 1.15 年啦,在好多科幻電影裏咱都能看到呢。

男主角坐著光速飛呀飛,在宇宙中溜達了好多年呢。等他再回到地球時,地球上當年和他一樣大的人都變老啦。咱根據愛因史坦那時間膨脹效應公式就能明白,要是飛船速度達到 0.9 倍光速,時間膨脹效應就會變慢 2.29 倍;要是飛船速度達到 0.99 倍光速,時間膨脹效應能變慢 7 倍;要是飛船速度達到 0.9999 倍光速,時間膨脹效應會變慢 70 倍;要是飛船速度達到 0.999999999999999 倍光速,時間膨脹效應會變慢 707 萬倍。要是人類的飛行速度能達到光速最大值,那人類的壽命就能大大增加啦。

看到這兒好多人或許會有個疑問,為啥人類飛行速度沒法超越光速,只能無限接近光速呢?因為按照愛因史坦的理論呀,當一個物體飛行速度達到光速時,它的品質就會變得無窮大,在現在的物理學範疇裏,壓根就不存在無窮大的物質。所以人類飛行速度最快也就只能無限接近光速,壓根達不到光速,更別談超越光速啦。從理論上講,如果人類飛行速度能超越光速,那我們就能回到過去。不過就算我們能回到過去,也只能看到過去發生的事兒,可沒法改變事實哦。

根據愛因史坦的理論呀,咱能明白,時間可不是一直固定不變的呢,它會跟著重力和速度發生改變。為了證實愛因史坦的理論是正確的,科學家們專門做了實驗喲。1971 年那會兒,科學家第一次搞了原子鐘飛行實驗呢。在這個實驗裏,他們讓兩架裝有原子鐘的飛機分別從東邊和西邊兩個方向飛行。飛了一段時間後,把兩架飛機上的原子鐘時間和地面上的原子鐘時間做對比,結果發現跟愛因史坦的理論完全相符啦。

後來呀,科學家為了得到更精準的數據,在 1980 年把氫原子鐘發射到 10000 公裏的高空啦,這實驗結果跟理論值那可是完美貼合呀,誤差才百分之 0.007 呢。經過好多回實驗,科學家們終於證明愛因史坦的理論是對的啦。咱真難想象 100 多年前,愛因史坦就用公式算出這結果啦。愛因史坦之所以偉大,不光是他當時貢獻大,他對人類的影響一直延續到現在呢。在愛因史坦的相對論裏,有好多預言都被證實啦,像黑洞、重力波之類的。

100 多年前那會兒,愛因史坦就靠著公式把黑洞的存在給算出來啦。可那會兒人類科技不咋發達,科學家在宇宙裏沒找到黑洞。到 2019 年呢,科學家拍到了宇宙中黑洞的照片,這就證明愛因史坦的猜想是對的,黑洞確實在宇宙裏。現在咱知道,黑洞能把宇宙裏的所有物質都吞掉,連光都不放過。任何物質只要進到黑洞的視界範圍,就會被黑洞的重力給吞了。另外,重力波也被科學家給證實啦。

2016 年 2 月 11 號那天,美國科學家宣告他們探測到重力波啦。100 多年前呢,愛因史坦就預言啦,只要有品質的物體,就能讓時空彎曲,這彎曲能形成個向外無限延伸的場,所有物體包括光都只能在這彎曲的時空中沿著短程線運動,這時候時空彎曲的效果就以重力的方式展現出來啦。一般的物體發出的重力波特別小,我們根本感覺不到,也很難檢測到呢。科學家是透過兩顆中子星的軌域變化才檢測到重力波的哦。不過這一發現對人類探索宇宙可幫了大忙啦。

在愛因史坦的相對論裏呀,提到了好多神秘的天體呢,除了那些之外還有蟲洞哦。愛因史坦覺得宇宙中應該有那種能穿越時空的隧道,而這個隧道就是蟲洞啦。好多人都認為,黑洞有可能就是蟲洞的入口呢,在黑洞的另一邊還存在一種神秘的天體叫白洞,黑洞和白洞連在一起就構成了蟲洞。不過到現在呢,蟲洞還沒被科學家給發現呢。不過人類的科技一直在不斷進步呀,未來隨著人類科技不斷提升,搞不好我們就能找到蟲洞啦。要是蟲洞能被證實,那愛因史坦的成就可能就會超過牛頓啦,對於這事兒大家有啥看法呀?