爱因斯坦|为什么说“时空弯曲”看起来很荒唐,实际上很科学


爱因斯坦|为什么说“时空弯曲”看起来很荒唐,实际上很科学
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爱因斯坦|为什么说“时空弯曲”看起来很荒唐,实际上很科学
在宇宙中 , “时间”和“空间”是两个独立存在的概念 , 但是这两者又可以共同构成“时空” 。 而爱因斯坦在自己的相对论观点阐述中 , 又提出了“时空弯曲”的概念与猜想 。
时空弯曲就同时包含了时间和空间 , “空间”我们能够理解 , 无非就是一个客观存在的物质形态 , 如果物质形态发生弯曲 , 这还在合理的想象之内;但是“时间”只是一个抽象的概念 , 抽象的概念发生弯曲?这样看起来似乎很荒唐 。 该怎么理解?
时空弯曲
弯曲时空(Flection timespace) 是指在爱因斯坦的广义相对论中 , 由于有物质的存在 , 空间和时间(时空)会发生弯曲 , 时空弯曲的是质量(能量)造成的结果 , 万有引力是时空弯曲的表现 。
我们可以借助外力 , 让一根棍子或者一张纸发生弯曲 , 从这方面来看 , “弯曲”是一个物理方面的常用词 。
【爱因斯坦|为什么说“时空弯曲”看起来很荒唐,实际上很科学】弯曲程度的大小就取决于这个物质发生弯曲的半径长度 , 半径越短 , 其弯曲程度越强;半径越长 , 其弯曲程度就越接近一个直线 。 比如一颗篮球和地球的差别 。
通常情况下 , 我们一般认为光的行走轨迹是直线运动 , 然而在宇宙中存在这样一种异常的情况:当太阳的光线经过遥远的恒星的时候 , 会产生偏折 。
也就是说光不是走直线传播的轨道 , 而是会根据引力的方向变化而发生改变 。 而“时空弯曲” , 就包括了时间和空间的弯曲 。 前面我们已经提出过问题:物理弯曲可以理解 , 但时间弯曲又该怎么形成?
时间弯曲
时间(Time)是物质的永恒运动、变化的持续性、顺序性的表现 , 包含时刻和时段两个概念 。
时间是一个抽象的概念 , 它是不可见的 , 却又无所不在 。 我们一般认为 , 在宇宙诞生之前(或者说宇宙大爆炸之前) , “时间”并不存在;并且时间是一直向前传递的 。
人类一般用钟表的形式来测量时间的变化 , 而在地球上 , 我们常以分、时、日、月、年等单位来计算地球上发生的每一次改变 。 比如地球的自转周期是一天 , 而公转则需要一年 。 但是这里说到时间发生弯曲 , 是什么概念?
时间弯曲一般都是跟随着空间弯曲而存在的 。 当某个物体因为强大的引力场作用 , 以接近光速的速度进行运动的时候 , 时间也会一起发生一些变化 。
而时间不是一个客观存在的物质概念 , 因此“时间弯曲”并不是指客观形状上的扭曲 , 而是代表在时间的差距上所导致的空间弯曲 , 也就是我们所理解的“时空扭曲” , 或者也可以理解成时空错乱 。
在宇宙中 , 所有物质都存在质量上的的差异 , 而这些质量的差异会导致引力大小的不同 。
一般来说 , 引力作用越大的物质 , 其时间的流失也越来越慢 , 因此对时间的扭曲程度也就越强 。 这也是科学家们认为在黑洞中可以穿越时空的主要原因之一 。
引力弯曲
刚刚我们已经说到 , 在宇宙中存在“光不沿直线传播”的情况 。 也就是 , 因为星系或者某个天体的引力作用下 , 光线到达其周围后发生偏折 。
爱因斯坦利用数学原理 , 指出物体周围的空间、时间都可以发生弯曲 。 而在物体的质量非常庞大的情况下(比如黑洞) , 其引力作用也就会越强 , 可能会让从它旁边经过的任何事物出现路径改变的现象 , 这其中还包括“光” 。 这种被扯偏移的现象被叫作“时空曲率” 。