时候刻度自己是无色无味看不见摸不着的抽象概念,所以网上经常看到一些人认为时候原本不存在,只是报酬制造出来棍骗本身的概念。其实这是不懂时候的素质,不知道时候是一把看不见的尺子,测量着事物转变的过程和挨次。
时候对人类的意义
人类恰是因为熟悉了时候,而且按照本身对日出日落四时变换等天然纪律的理解,拟定了时候距离的同一划分,就为这根看不见的时候之尺标了然看得见摸得着的刻度,人类就有了在分歧地区熟悉问题和事物转变的同一尺度,让人类可以形当作逻辑思维和记忆。若是没有时候这个刻度,人类就不成能有今天的文明。
时候刻度是人类本家儿不雅熟悉与地球天然客不雅纪律相连系的产品,这个时候刻度本家儿要丰年月日时分秒。在我们日常生活中,1秒就是“滴答”一刹时,似乎太快,什么工作也干不了;但在科学研究范畴,1秒(s)是很长的,可分为毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)、皮秒(pm)、飞秒(fs)、阿秒(as)、仄秒(zs)、幺秒(ys)等。
秒以下每一个下分单元,都是上分单元的1/1000,ys则等于10^-24s,也就是1亿亿亿分之一秒。
这是一个何等小的时候片段?我们可以这样理解,若是1ys有1s那么长,同比例放大,1s距离就半斤八两于过了3亿亿年;而在1ys时候里,宇宙大爆炸已经从纯能量生当作了夸克对和X玻色子,光速可以行进1个质子的1/6距离,W、Z玻色子的寿命只有约0.33ys。
量子力学认为,人类熟悉的最小时候单元是普朗克时候,标准约10^-43,也就是1000亿亿亿亿亿分之一秒。是以人类只能熟悉这个时候片段今后的事物,比这更小的时候片段对于人类来说,没有意义。是以人类无法熟悉宇宙大爆炸普朗克时候之前的事物,当然更无法领会大爆炸之间的奇点。
要弄清这个事理,要讲一大堆量子力学根基理论,有乐趣伴侣可以自行找资料查看,这里就不扯了。
本家儿不雅时候刻度与客不雅时候
人类熟悉的时候刻度只是对客不雅事物现象的一个权衡标尺,是具有本家儿不雅熟悉的界说;真正的客不雅时候,就是前面说的宇宙大爆炸后不竭转变的过程,以及分子层面、原子层面、亚原子层面转变过程。
是以不管宇宙中有没有人类本家儿不雅确定的时候刻度标杆,分子、原子的转变依然在进行,所有事物的降生、当作长、当作熟、灭亡的演化过程都在继续,并且一维标的目的前,这才是客不雅时候的意义地点。所以时候是客不雅存在的,不管人类熟悉不熟悉,它都存在,人类熟悉了时候只是为本身文明历程增添了砝码罢了。
时候膨胀效应是速度和引力导致物质活动相对转变
这里说的时候膨胀效应,就是在高速系或引力(重力)系,时候流逝会变慢。这是因为速度越高,引力越大,对四周时空的扭曲越大,光和时候都弯曲了,时候流逝就慢了。但这种变慢不是人类本家儿不雅标定的时候刻度变慢,而是物质自己转变变慢,是以是客不雅的。
此刻,我们应该理解,让时候变慢不是抽象的时候刻度概况,而是物质内部微不雅活动变慢。
就好比人体细胞,分歧细胞有分歧寿命,在我们地球时候宿世界,味蕾细胞寿命约10天,肝细胞寿命约150天,肠细胞寿命约3天,全身所有细胞都有寿命,老细胞灭亡,新细胞生当作替代灭亡的老细胞,从出生到当作长到当作熟再到老去,当细胞割裂到了本身次数极限时,就不再发展出新细胞,人就会灭亡。
而在时候变慢的速度和引力参考系中,人们感触感染到的时候流逝并没有转变,细胞寿命多长仍是多长,割裂几多次仍是几多次,过了100年灭亡仍是过了100年灭亡,并没有感触感染到长命了。是以报酬标定的时候刻度是不变的,物体内部微不雅转变也是不变的,转变的只是两个参考系的时候流逝纷歧样了。
只有当两个参考系的人们或物质从头汇合到一路时,对比才会发现高速系或大重力系中的人与地球本土着土偶曩昔的时候完全纷歧样,宇航员们回来依然年青,而地球人已经老去。但宇航员们本身履历的时候,无法感触感染到本身长命。
时候膨胀理论
爱因斯坦相对论中时候膨胀理论有两个公式,一个是速度时候膨胀公式,一个是引力时候膨胀公式,速度越快,时候膨胀就越大,引力导致的重力越大时候膨胀也越大。
公式一,狭义相对论速度时候膨胀计较公式:t‘=t/√[1-(v/c)?];公式二,广义相对论引力时候膨胀计较公式:t'=tx√(1-2GM/rc?)。
按照这两个公式,我们可以计较出在分歧的速度和重力参考系,对应地球时候膨胀的速度。但这种膨胀在较小速度或较小重力转变中显示的微乎其微,若是按照人类寿命转变,可以忽略不计,但在科学研究和导航中,就很是主要了。
最典型的例子就是导航系统对时候膨胀效应的批改
GPS卫星相对地球运行速度为每秒4km,固然这个速度时候膨胀不较着,但影响是存在的。按照公式一,计较出这个速度对应地球的时候膨胀只有一千亿分之八,一年下来就慢了千分之三秒;GPS卫星在20000km高空运行,受到的重力影响只有地球的四分之一,按照公式二,卫星时候比地表时候会快千亿分五十三,这样每年时候就比地球快了千分之十七秒。
里外一折,卫星时候就比地球时候流逝要快千亿分之四十五,科学家们就要把卫星时钟频率调慢千亿分之四十五,才可以或许六合时候相对应,不然导航就会掉之毫厘谬以千里,每秒定位会相差11.4米,要不了一天,您开车的导航就找不到海说神聊了。
但这点时候放在人类寿命身上就看不出来了,若是一小我一向在卫星上栖身,每年时候比地球就快了千分之十四秒,若是这小我在地球上能活100岁,在卫星上也能活100岁,只是相对地球100年短了1.4秒罢了,平生能发觉出来短了这1.4秒吗?
时候膨胀在高速系和极端引力系统才更较着
按照前面公式计较,当速度达到光速50%以上,时候膨胀将达到1.15倍,也就是说在速度为15万km/s的飞船中渡过1年,地球人就过了1.15年;跟着接近光速,时候膨胀效应就会越来越较着。
好比在光速99.99%的速度中,时候膨胀可达70倍,在这种飞船中过一年,地球人就会过了70年。而达到极端接近光速的99.999999999999%时,时候膨胀可达707万倍,在这种飞船中过一年,地球就曩昔了707万年。跟着无限接近光速,时候会趋于无限慢。
但这种转变,只有对比才可以或许显示。飞船中的人过了一年仍是只感应一年,在解除各类情况物质前提环境下,能活100岁仍是只能活100岁,并没有感受到长命。
重力对时候的影响也是划一的,只有在极端重力前提下,时候膨胀才会很较着。好比要在黑洞事务视界四周,时候膨胀才会很大。在科幻片子《星际穿越》中,宇航员库珀和他的同事们进入了一个黑洞四周星球,那边的1小时等于地球7年,时候膨胀了6万多倍。他们在那边过了十几个小时,回到地球他的女儿已经齿豁头童,处于垂死之际,而他本身还和走时一样年青,不外他感触感染到的生命也只过了十几个小时。
但这只是科幻,若是按照公式计较,这种时候膨胀效应已经接近了黑洞事务视界,极大的引力潮汐力早就把飞船和人撕碎为根基粒子了,是以在实际中是不成能实现的。
时候膨胀理论早已经被证实是准确的
时候膨胀效应早就不是纯理论范围了,而是履历了无数不雅测和尝试验证,证实很是精准和准确。在航天和物理学研究实践中,这已经是必需采用的参数,若是不按照这个理论对时候膨胀效应进行时钟的相对论调整,导航和定位就不成能当作功,好比前去火星的探测器就将不知飞往何方,前面说的导航定位也无法进行。
科学家在研究宇宙高能射线和高能粒子时,不雅测到不异的粒子,速度越快衰变越慢,寿命越长,其活动转变严谨合适相对论时候膨胀效应。
说了这么多,无非是要帮忙读者弄清晰,所谓速度和引力让时候变慢,并不是报酬确定的时候刻度变慢了,而是任何物质内部活动转变变慢了,有意识的时候感触感染并没有转变,并且这种转变要在分歧速度或重力参考系对比才可以或许发现转变。是以这种转变是相对的,这就是相对论之所以叫相对论的精髓地点。
不知道有这方面疑问的伴侣理解了没有?若是对您有帮忙,本人将感应很是欢快。如喜好我的文章,请撑持点赞存眷,感谢阅读,接待会商。







