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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

2024-10-14科学

要是问人类历史上最牛的科学家有谁呢?好多人肯定会说牛顿和爱因斯坦呀。确实,这两位科学家对人类的影响那可太大啦。牛顿的出现就像是给人类打开了宇宙的大门,让人类知晓了宇宙的基本定律。而爱因斯坦的出现呢,给人类探索宇宙指明了方向,现在人类探索宇宙差不多都是按照爱因斯坦的理论来进行的。爱因斯坦最有名的理论就是【相对论】啦。一直以来呀,人类都觉得时间流逝是恒定不变的,不过爱因斯坦觉得,时间的流逝会跟着引力和速度的改变而改变哦。要是按照爱因斯坦的说法,那对于同一个物体来说,只要它的速度越快,它所用的时间就越少啦。

爱因斯坦把这种现象称作时间膨胀。当初这个理论刚被提出时,好多科学家都不敢相信,毕竟它直接把人类的传统认知给颠覆了。在狭义相对论里,爱因斯坦主要讲了速度和时间的关系。他觉得时间、空间、物质都是相对的。相对论给出的引力时间膨胀公式是: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,数值是 6.67x10^-11N·m/kg;M 是天体质量;r 是天体半径;c 是光速。

在咱传统的认知里哈。光速那可是代表着时间呢,光速是人类在宇宙里发现的最快飞行速度啦,光速大概是每秒 30 万千米呢,这就相当于光速一秒钟能绕地球七圈半呢。对于人类来讲,光速那是相当快啦。根据爱因斯坦的时间膨胀效应公式能得出,当一个物体的运动速度达到光速一半的时候,时间膨胀就会达到 1.15 倍,也就是比咱们平时用的时间慢了 15%。要是说咱们乘坐这样的飞船在宇宙中飞行,咱们飞一年的时间,实际上在地球上已经过了 1.15 年啦,在好多科幻电影里咱都能看到呢。

男主角坐着光速飞呀飞,在宇宙中溜达了好多年呢。等他再回到地球时,地球上当年和他一样大的人都变老啦。咱根据爱因斯坦那时间膨胀效应公式就能明白,要是飞船速度达到 0.9 倍光速,时间膨胀效应就会变慢 2.29 倍;要是飞船速度达到 0.99 倍光速,时间膨胀效应能变慢 7 倍;要是飞船速度达到 0.9999 倍光速,时间膨胀效应会变慢 70 倍;要是飞船速度达到 0.999999999999999 倍光速,时间膨胀效应会变慢 707 万倍。要是人类的飞行速度能达到光速最大值,那人类的寿命就能大大增加啦。

看到这儿好多人或许会有个疑问,为啥人类飞行速度没法超越光速,只能无限接近光速呢?因为按照爱因斯坦的理论呀,当一个物体飞行速度达到光速时,它的质量就会变得无穷大,在现在的物理学范畴里,压根就不存在无穷大的物质。所以人类飞行速度最快也就只能无限接近光速,压根达不到光速,更别谈超越光速啦。从理论上讲,如果人类飞行速度能超越光速,那我们就能回到过去。不过就算我们能回到过去,也只能看到过去发生的事儿,可没法改变事实哦。

根据爱因斯坦的理论呀,咱能明白,时间可不是一直固定不变的呢,它会跟着引力和速度发生改变。为了证实爱因斯坦的理论是正确的,科学家们专门做了实验哟。1971 年那会儿,科学家第一次搞了原子钟飞行实验呢。在这个实验里,他们让两架装有原子钟的飞机分别从东边和西边两个方向飞行。飞了一段时间后,把两架飞机上的原子钟时间和地面上的原子钟时间做对比,结果发现跟爱因斯坦的理论完全相符啦。

后来呀,科学家为了得到更精准的数据,在 1980 年把氢原子钟发射到 10000 公里的高空啦,这实验结果跟理论值那可是完美贴合呀,误差才百分之 0.007 呢。经过好多回实验,科学家们终于证明爱因斯坦的理论是对的啦。咱真难想象 100 多年前,爱因斯坦就用公式算出这结果啦。爱因斯坦之所以伟大,不光是他当时贡献大,他对人类的影响一直延续到现在呢。在爱因斯坦的相对论里,有好多预言都被证实啦,像黑洞、引力波之类的。

100 多年前那会儿,爱因斯坦就靠着公式把黑洞的存在给算出来啦。可那会儿人类科技不咋发达,科学家在宇宙里没找到黑洞。到 2019 年呢,科学家拍到了宇宙中黑洞的照片,这就证明爱因斯坦的猜想是对的,黑洞确实在宇宙里。现在咱知道,黑洞能把宇宙里的所有物质都吞掉,连光都不放过。任何物质只要进到黑洞的视界范围,就会被黑洞的引力给吞了。另外,引力波也被科学家给证实啦。

2016 年 2 月 11 号那天,美国科学家宣告他们探测到引力波啦。100 多年前呢,爱因斯坦就预言啦,只要有质量的物体,就能让时空弯曲,这弯曲能形成个向外无限延伸的场,所有物体包括光都只能在这弯曲的时空中沿着短程线运动,这时候时空弯曲的效果就以引力的方式展现出来啦。一般的物体发出的引力波特别小,我们根本感觉不到,也很难检测到呢。科学家是通过两颗中子星的轨道变化才检测到引力波的哦。不过这一发现对人类探索宇宙可帮了大忙啦。

在爱因斯坦的相对论里呀,提到了好多神秘的天体呢,除了那些之外还有虫洞哦。爱因斯坦觉得宇宙中应该有那种能穿越时空的隧道,而这个隧道就是虫洞啦。好多人都认为,黑洞有可能就是虫洞的入口呢,在黑洞的另一边还存在一种神秘的天体叫白洞,黑洞和白洞连在一起就构成了虫洞。不过到现在呢,虫洞还没被科学家给发现呢。不过人类的科技一直在不断进步呀,未来随着人类科技不断提升,搞不好我们就能找到虫洞啦。要是虫洞能被证实,那爱因斯坦的成就可能就会超过牛顿啦,对于这事儿大家有啥看法呀?