首页 > 时间简史 > 第7章 空间和时间(2)

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一个事件是在特定时候和在空间中特定的一点产生的某件事。如许,人们能够用4个数或坐标来指定它。再说一遍,坐标系的挑选是肆意的;人们能够利用任何3个定义好的空间坐标和任何时候测度。在相对论中,在时候和空间坐标之间没有真正的不同,如同在任何两个空间坐标之间没有真正的不同一样。人们能够挑选一组新的坐标,比如说,第一个空间坐标是1日的第一和第二空间坐标的组合。比方,测量地球上一点的位置不消在伦敦皮卡迪里广场以北和以西的里数,而是用在它的东北和西北的里数。

但是在广义相对论中,环境则完整分歧。这时,空间和时候变成为动力量:当物体活动,或者力感化时,它影响了空间和时候的曲率;反过来,时空的布局影响了物体活动和力感化的体例。空间和时候不但去影响、并且被产生在宇宙中的每一件事影响。正如人们没有空间和时候的观点不能议论宇宙的事件一样,一样地,在广义相对论中,在宇宙边界以外讲空间和时候也是没成心义的。

在普通环境下,要察看到这个效应非常困难,这是因为太阳的光芒使得人们不成能旁观天空上呈现在太阳四周的恒星。但是,在日蚀时便能够察看到,这时太阳的光芒被玉轮遮住了。因为第一次天下大战正在停止,爱因斯坦光偏折的预言不成能在1915年当即获得考证。直到1919年,一个英国的探险队从西非观察日蚀,证明光芒确切像实际所预言的那样被太阳偏折。此次英国人证明德国人的实际被喝彩为战后两国和好的巨大行动。具有讽刺意味的是,厥后人们查抄这回探险所拍的照片,发明其偏差和诡计测量的效应一样大。他们的测量纯属运气,或是已知他们所要得的成果的景象,这在科学上时有产生。但是,厥后的多次观察精确地证明了光偏折。

广义相对论的另一个预言是,在像地球如许的大质量的物体四周,时候显得流逝得更慢一些。这是因为光能量和它的频次(光在每秒钟里颠簸的次数)有一种干系:

对于给定的事件P,人们能够将宇宙中的其他事件分红三类。处置务P解缆由一个粒子或者波以即是或小于光速的速率行进能达到的那些事件称为属于P的将来。它们处于处置务P发射的收缩的光球面以内或之上。如许,因为没有任何东西比光行进得更快,以是在P所产生的东西只能影响在P的将来中的事件。

能量越大,则频次越高。当光从地球的引力场往上行进,它落空能量,因此其频次降落(这表白两个相邻波峰之间的时候间隔变大)。在上面的某小我看来,上面产生的每一件事情都显得需求更长的时候。1962年,人们操纵一对安装在水塔顶上和底下的非常精确的钟,考证了这个预言。发明底下的那只更靠近地球的钟走得较慢,这和广义相对论恰好符合。目前,跟着基于卫星信号的非常切确的导航体系的呈现,地球上的分歧高度的钟的速率的差别,在合用上具有相称的首要性。如果人们疏忽广义相对论的预言,计算的位置会错几英里。

现在我们恰是用这类体例来精确地测量间隔,因为我们能够把时候比长度测量得更加精确。实际上,米是被定义为光在以铯原子钟测量的0.000000003335640952秒熟行进的间隔(取这个特别数字的启事是,因为它对应于汗青上的米的定义――遵循保存在巴黎的特定铂棒上的两个刻度之间的间隔)。一样地,我们能够用叫做光秒的更便利的新长度单位,这就是简朴地定义为光在1秒中行进的间隔。现在,我们在相对论中遵循时候和光速来定义间隔,从而自但是然地,每个察看者都测量出光具有一样的速率(遵循定义为每0.000000003335640952秒之一米)。

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