有谁能告诉我空间,时间,重力三者的关系,越多越好

如题所述

爱因斯坦说:在空间中,时间会随重力的改变而改变。黑洞和时间的关系
依照爱因斯坦的相对论,重力会使时间慢下来.因此当我们接近黑洞的时候,由於受到极强的重力效应,时间确实会缓慢下来,甚至有可能在我们接近到黑洞某个范围内,当经过一秒钟时,外界已过了100年.
若把时钟放在重力微弱的地方(例如地球)是很难(但仍可以办到)测出重力对时间的影响的.但若把时钟放在重力强大,如黑洞之处,则立刻可见到重力对时间产生的影响,至於影响之大小又依观察者位置之不同而有不同.对於掉入黑洞中的太空旅行者而言,重力增大会使他对事物的认知加快;他会觉得他被黑洞吸了进去,一下子就到了「底」.但对位於远方,不受黑洞影响的观察者而言,看到的情形与此恰好相反.在他们的眼中,那位不幸的太空人似乎动得很慢,而且好像越接近黑洞,就移动得越缓慢.原因是,根据相对论的预测,黑洞的强大重力会使时间延缓下来,所以那个太空人似乎永远都还没掉落到底.在最底下的地方 所有的质量和能量都被浓缩为极小的点 空间消失了,时间也停止了.黑洞内应用於外界的一切物理定律都宣告终止,因此我们无从得知黑洞里到底是何种光景.
有一位学家〈史瓦西〉算出一个范围,再范围之内的时间和各种物理现象都和外面不同,例如:时间较慢,重力较大.因为是史瓦西算出来的,所以称为史瓦西半径界面,又称事像地平面.
事像地平面指的是黑洞内时间与外界是完全不同的状态由於光被重力所牵引,在黑洞里的时间一分钟或许等於外界的数十年好比说你现在被吸入黑洞内,你在里面一分钟后就会被挤缩压毁可是或许在几秒后你看到了有其他人也被吸入黑洞内,但这其实是数十年后被吸入的...

十九世纪后期,科学家相信他们对宇宙的完整描述已经接近尾声。他们想象 一种叫“以太”的连续介质充满了宇宙空间,就象空气中的声波一样,光线和电 磁信号是“以太”中的波。

然而,与空间完全充满“以太”的思想相悖的结果不久就出现了:根据“以 太”理论应得出,光线传播速度相对于“以太”应是一个定值,因此,如果你沿 与光线传播相同的方向行进,你所测量到的光速应比你在静止时测量到的光速低 ;反之,如果你沿与光线传播相反的方向行进,你所测量到的光速应比你在静止 时测量到的光速高。但是,一系列实验都没有找到造成光速差别的证据。

在这些实验当中,阿尔波特·迈克尔逊和埃迪沃德·莫里1887年在美国俄亥 俄州克里夫兰的凯斯研究所所完成的测量,是最准确细致的。他们对比两束成直 角的光线的传播速度,由于围着自转轴的转动和绕太阳的公转,根据推理,地球 应穿行在“以太”中,因此上述成直角的两束光线应因地球的运动而测量到不同 的速度,莫里发现,无论是昼夜或冬夏都未引起两束光线光速的不同。不论你是 否运动,光线看起来总是以相对于你同样的速度传播。

爱尔兰物理学家乔治·费兹哥立德和荷兰物理学家亨卓克·洛仑兹,最早认 为相对于“以太”运动的物体在运动方向的尺寸会收缩,而相对于“以太”运动 的时钟会变慢。而对“以太”,费兹哥立德和洛仑兹当时都认为是一种真实存在 的物质。

这时候,工作在瑞士首都伯尔尼的瑞士专利局的一个名叫阿尔波特·爱因斯 坦的年轻人,插手“以太”说,并一次性永远地解决了光传播速度的问题。

在1905年的文章中,爱因斯坦指出,由于你无法探测出你是否相对于“以太 ”的运动,因此,关于“以太”的整个概念是多余的。相反,爱因斯坦认为科学 定律对所有自由运动的观察者都应有相同的形式,无论观察者是如何运动的,他 们都应该测量到同样的光速。

爱因斯坦的这个思想,要求人们放弃所有时钟测量到的那个普适的时间概念 ,结果是,每个人都有他自己的时间值:如果 两个人是相对静止的,那么,他们 的时间就是一致的;如果他们间存在相互的运动,他们观察到的时间就是不同的 。

大量的实验证明了爱因斯坦的这个思想是正确的,一个绕地球旋转的精确的 时钟,与存放在实验室中的精确时钟确有时间指示上的差别。如果你想延长你的 生命,你就可以乘飞机向东飞行,这样可以叠加上地球旋转的速度,你无论如何 可以获得那零点几秒的生命延长,也可以以此弥补因你进食航空食品而带来的损 害。

爱因斯坦认为的对所有自由运动的观察者自然定律都相同这个前提,是相对 论的基础,这样说的原因是因为,这个前提隐含了只有相对运动是重要的。虽然 相对论的完美与简洁折服了许许多多科学家和哲学家,但是仍然有很多的相反意 见。爱因斯坦摒弃了19世纪自然科学的两个绝对化观念:“以太”所隐含的绝对 静止和所有时钟所测量得到的绝对或普适时间。人们不禁要问:相对论是否隐含 了任何事物都是相对的而不再会有概念上绝对的标准了?

这种不安从20世纪20年代一直持续到30年代。1921年,爱因斯坦由于对光电 效应的贡献,得到了诺贝尔物理奖【注1】,但由于相对论追答

1933年,纳粹统治了德国,爱因斯坦离开了这个国家,也放弃了他的德国国 籍。他在新泽西州普林斯顿的尖端科学研究所度过了他生命最后22年的时光。纳 粹发起了一场反对“犹太科学”及犹太科学家的运动(犹太科学家被驱逐是德国 未能建成原子弹的原因之一),而爱因斯坦及他的相对论是这场运动的主要目标 。当被告知一本名为《反对爱因斯坦的100位科学家》的书得以出版时,爱因斯坦 回答,为什么要100位?一位就足以证明我错了,如果我真的错了的话。

二战后,他敦促盟军设立一个全球机构以控制核武器。1952年,他被刚成立 的以色列授予总统职位,但他拒绝了。“政治是暂时的,”他写道,“而方程式 是永恒的。”广义相对论方程是他最好的墓志铭和纪念碑。它们与宇宙一起永不 腐朽。

在过去的100年中,世界经历了前所未有的变化。其原因并不在于政治,也不 在于经济,而在于科学技术---直接源于先进的基础科学研究的科学技术。没 有科学家能比爱因斯坦更代表这种科学的先进性。(本文略有删节)

【注1】爱因斯坦早在1919年与他的苏黎士专门学院同学、塞尔维亚族妻子米 列娃·玛莉科离婚时,就已经答应将诺贝尔奖给予她。当时爱因斯坦已经确信自 己将可以得到诺贝尔奖,只是没有想到获奖是由于他对光电效应的贡献。

【注2】星际旅行,“StarTrek"是全美正在上映的热门电视剧。

【注3】米列娃·玛莉科初陪爱因斯坦到柏林,旋即离开,携他们的两个儿子 回瑞士,三年后离婚。后爱因斯坦与有一个女儿的当时离异的表妹爱尔莎结合, 爱尔莎给予了爱因斯坦无微不至的关怀,伴他度过探索“广义相对论”的岁月。 玛莉科对爱因斯坦创立“狭义相对论”有所贡献,但她从未提起,离婚后她从事 数学和物理教学。

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