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如果有時間扭曲,物理學家將如何研究它?

作者:佚名  人氣: 次  時間:2019年05月28日  星級:

時間扭曲這可能聽起來像科幻小說,但科學家們已經得到了證實。但是,這是什么意思?實際上,時間扭曲是一種通過加速或使其運行更慢而改變時間流的現象。物理學家有了解超過100年時間扭曲的歷史,事實上,現在正處于一種時間扭曲狀態。

1905年,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)發表了他的狹義相對論,十年之后,他發表了關于廣義相對論的續集,其中說重力是空間和時間彎曲的一種宇宙的結構特性。因此,任何有質量的東西都可以扭曲時間。

當然,更大的東西會更好地扭曲時間。由于黑洞比太陽大幾十億,且重量大得多,這轉化為很大的時間扭曲潛力。如果你要靠近一個黑洞,物體的引力會擴大時間,使事情發生的速度比與外部觀察者相比要慢得多。然而,如果你想要回程,黑洞就不會是一個好時光的機器:通過一個叫做事件視界的特定點之后,你和你帶來的任何東西都永遠不會回來。甚至連光都沒有(稱為黑洞)。

太陽和地球也可以在明顯的尺度上擴張時間。 2007年,一顆名為重力探測器B的NASA衛星通過觀察地球如何扭曲周圍空間,確認了廣義相對論的準確度達到99%。再舉一個例子,如果你生活在一個高山頂上,實際上比在海邊的朋友更快地老化,其中重力的拉力更強,意味著時間變慢。雖然公平地說,你的加速老化會以極其難以察覺的速度發生。

時間快慢也可以通過快速移動來實現。根據狹義相對論,相對于靜止的觀點,移動得更快會導致時間減慢。每當我們在手機上使用GPS查找我們的位置時,由于速度和重力造成的時間扭曲就會出現在我們的日常生活中。。

馬薩諸塞州梅德福市塔夫茨大學宇宙學研究所(Tufts University Institute of Cosmology)的教授Ken Olum介紹稱,“GPS衛星通過在衛星上擁有超精確的時鐘來工作。衛星上的時鐘以不同的速度運行,取決于它們與地球的距離。它們也根據衛星的運動以不同的速度運行。”

yabo為了使GPS準確地報告您的位置,衛星在計算時間時必須考慮廣義相對論和狹義相對論。當然,大規模的物體扭曲時間并不是科幻小說作者喜歡寫的那種。那么,還有其他方法來扭曲時間嗎?嗯,可能有,但又不太可能有。

yabo新西蘭奧克蘭大學(University of Auckland)物理學研究員Benjamin Shlaer說:“普遍的共識是,包含時間機器在內的廣義相對論的這些奇異解決方案在現實世界中幾乎肯定是不可能的。”

但是有一些選擇。不太可能的選項是一個蟲洞,一個物質和光可以通過的理論橋梁,由空間的彎曲產生的。雖然一些理論預測這些存在于早期宇宙中的微觀水平,但他們也發現這些蟲洞可能不穩定并且會迅速坍塌。

為了使蟲洞真正適用于時間旅行,需要有某種奇特的物質。為了穩定蟲洞,理論要求這種形式根本不同于構成你周圍物體且需要具有負質量和壓力奇特的物質 。這是科學家們從未見過的,也希望不久的將來發現它。

第二種選擇涉及宇宙弦。宇宙弦是假想的能量管,如果存在的話,它們將非常微小。理論預測,相互加速的兩個弦可以以奇怪的方式改變時間,例如在時空中創建可能像時間機器一樣的閉合曲線。然而,你需要無限的能量來讓這些弦加速到足以看到這種效果,例如你不可能在星期六下午,或者任何一個下午做到這一點。

Shlaer表示稱,“如果在未來有任何發現奇異物質或時間扭曲的希望,它們很可能是通過觀測宇宙學發現的,這可能是一個新的、意想不到的發現。”Shlaer還補充稱,“很明顯,如果你去極端政權的地方,所有關于實際存在的所謂的安全假設可能都不正確,可以希望這些是我們可以在宇宙學領域能提出并回答的問題。”

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