《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

《時間簡史》都講了些什麼:時間與空間:之二:(3)靜止的時間和回到過去

當我們感受到陽光的溫暖,我們可以想到:這是太陽在8分鐘前發出的光嗎?當我們仰望星空,你可以想象我們看到的星光其實是在幾百萬年前發出的嗎?我們處在宇宙的過去裡。時光如何才能靜止?天上一天,地上一年,竟然是權威科學論證?

上一節,我們將到,根據對光速的計算,推翻了絕對時間的概念。

《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

麥克斯韋方程預言,不管光源的速度如何,光速應該是一樣的。這已經被精密的測量證實。一個光源在發出光的100萬分之一秒以後,光就散開成為一個半徑為300米的球面,一百萬分之二秒以後就變成600米,等等。

這樣如果我們將它實體化,光的運行路線就畫出了一個圓錐,這個圓錐稱為事件的將來將來光錐.以同樣的方法可以畫另一個稱為過去光錐的圓錐。它表示可以用一個光脈衝傳播到該事件的時間起源。

我們位於太陽的未來光錐裡,以光速計算,假如太陽熄滅,大約8分鐘之後才能被我們知道。而我們看到的星星,可能是它在幾百萬年前甚至更久之前所發出的光。正因為沒有任何東西運行的比光速快,因此都只能處在光的未來光錐裡。

《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

我們現在能看到的最遠的物體的光,大約是在80億年前發出的。我們看宇宙時,是在看祂的過去。

正是因為沒有東西可以比光速快,因此我們活在光源的未來光錐裡。如果當一個物體的運行速度等於光速時,時間就會靜止。最好的例子是X戰警裡的快銀,我們似乎認為他把時間暫停了,其實是它的動作太快了,接近了光速。那麼,如果超過光速會怎樣呢?是的,他就會回到過去。

《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

而光在空間中看起來並不是總是沿著直線旅行,廣義相對論預言,光線必須會在在大質量的物體被引力場折彎。因為當時處於二戰,愛因斯坦的理論沒辦法被完全證實。直到1919年,一個英國探險隊從西非觀測日食,證明光線確實像理論所預言的那樣被太陽偏折。

廣義相對論的另一個預言是:在像地球這樣大的物體附近,時間流逝的更慢一些。因為光能量跟它的頻率有關係,當它穿過地球引力場時,它的的能量會受損並降低,從而頻率下降。因此,如果從更高的角度去看。位置比較低的地方,時間會相對更慢一些。

《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

1962年,人們利用一對安裝在水塔頂上和底下的非常精確的時鐘,驗證了這個預言。發現底下的更接近地球的鐘,走得比較慢。

我們中國的神話傳說中有一句話:“天上一天,地上一年”今天愛因斯坦的預言恰恰證明了,這句話不無道理。

《時間簡史》之:靜止的時間和回到過去,天上一天 地上一年

既然時間與空間都不是絕對的,那麼宇宙到底是如何運作的呢?時間將何去何從?

下一章為大家揭曉:時間簡史都講了些什麼:之三:膨脹的宇宙

小編寄語:《時間簡史》是霍金先生偉大的科學鉅著.它從各種物理學的研究中探索時間的由來以及對我們人類的影響及意義. 天文物理學也許離我們的日常生活很遠,但是,他可以打開我們用另一種方式看世界的大門,更高的,更深遠的角度,讓我們意識到那些日常的瑣事其實是微不足道的.

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