为什么在引力场中时间会变慢?

2024-11-22 00:38:28
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回答1:

爱因斯坦建立狭义相对论后,有两个问题一直使他感到不安:第一个是引力问题,第二个是非惯性系问题。后来他想到了“等效原理”,自由下落的参照系“等效于”无引力情况下的惯性参照系,即引力场等同于加速度。由此,爱因斯坦得出结论,任何参考系都是平等的,不管静止的、运动的、还是在引力场中的,任何一个参考系都不会改变你对世界的看法和对自然规律的表述。等效原理表明,既然非惯性系中的惯性力可以看作是惯性系统中的引力,那么经过一些适当变换的形式,狭义相对论的“相对性原理”在非惯性系中也同样可以适用。相对性原理从惯性系扩展到一切参照系,变成了广义相对论。
根据等效原理,既然高速行进的物体使时间变慢,那么强引力场也同样会使时间变慢。地面上的时间就比高空中的时间要慢,只不过地球上时间快慢的差异太小了,探测起来极端困难。

引力能使时间变慢的效应也是非常微弱的,科学家几乎无法找到具有足够精度的钟表来测定它。五十年代末,德国物理学家穆斯堡尔因为在核物理中发现了穆斯堡尔效应,提供了一种将原子核作为极其灵敏的时钟的方法。1959年,哈佛大学的庞恩得和雷布卡发现可以用它来检验广义相对论。
所有发光的物体都可以看成是一个时钟。原子会按一定频率发光,我们测量光的频率就能测定时间。如果引力能使时间变慢,那么,引力场内的原子所发出的光就会向低频端红移。爱因斯坦预言的这种时间变慢效应被称为引力红移。但是,因为原子不能发射频率足够精确的光,所以不能用来测量非常微弱的时间变慢效应。在穆斯堡尔效应中,放射性同位素能发射频率非常准确的γ射线,这个精度足以用来测量地球表面的引力红移。在哈佛大学的杰弗逊物理实验室中,庞恩得和雷布卡通过实验发现,频率的减低同爱因斯坦所预言的完全一致。1965年,庞恩得的再次实验得出完全相同的结论。引力能使时间变慢的效应终于得到完全证实。

回答2:

所谓时间变慢是观测者看到的结果,其实自己看并不慢,我不会用公式推导,但我能理解,强大的引力使光迟迟传不出来(本人私下一直认为光速变慢),但又得相信光速不变,所以只得认为时间变慢啦,黑洞使光全部吸收,既光速为0,所以时间就是静止了,慢的一点不动。一切都归结为光速不变这个假设。

回答3:

把时间假设为一个个质点
它的每一个质点都遇到了引力
过渡就慢了

纯熟虚构
你比我懂
自己想吧

回答4:

你看到的东西实际是物体的光进入你的眼睛,
如果引力太大(黑洞),光被吸了,传播变慢,你看到东西就慢,
就像一辆车速度10m/s走了1s运动了10m,但是由于光传播慢,你看到的车实际上运动不止1s,
你就感觉时间变慢了。

回答5:

从简单的语言来讲,你应该知道一小段距离dl^2=dx^2+dy^2+dz^2
而在相对论中引入了时间坐标的概念简单的说就是把三维空间变成四维空间,这样相对论中引入了一个原时的概念,原时是指一个放在运动的质点上的钟所计算的时间,这个时间不随着参照系的改变而改变,而一小段原时的平方(类似于一小段距离的平方)=dt^2-(1/c)*(dx^2+dy^2+dz^2)
so在牛顿力学的时间绝对性在相对论中被否认了,从而引如了时空度规的概念。这个就是解释引力问题的基本参数。
根据原时的概念可以看出速度大的时候时间变慢,so 引力强的话时间也变慢了。
实在是不知道怎么不用公式解释这个东西,不知道问问题的朋友是属于什么物理水平,如果可以的话去读读关于相对论的书就明白了。