我們應該都知道愛因斯坦的相對論,經常聽說空間被「彎曲」,而事實上應該說空間被「壓縮」。
準確的「引力井」圖形根本不是這樣。測地線在大質量物體附近彎曲,但這並不意味著空間本身就是被彎曲。經常看到「引力井」圖形的網格線越來越長,實際上剛好相反:在引力場中,網格線應該更加短更加密集。
以上是一些常見的引力井圖形,但它們實際上完全是錯誤的。網格線不應該被拉長,而應該更多地被擠壓在一起。
空間的扭曲也直接關係到時間為什麼會膨脹:由於晶格點在引力井中靠得更近,網格線更短,光必須在相對於同一空間通過兩個時空晶格點的時間是一定的,因此光速在通過未被壓縮前兩個晶格點間線段的時間,和通過壓縮後兩個晶格點間線段的時間必須一致。但是從外部看來,按照外部人的距離標準測量,光子穿過給定外部標準距離需要更長的時間(因為靠近引力井的晶格線段更短,外部的一段晶格線段比內部更長)。這意味著空間被壓縮,相對於外部標準,光速變慢,時間流逝變慢。
例如:我們有兩個觀測者,一個在外部時空晶格外部,一個是在兩個時空晶格點間,未被壓縮前,兩個觀測者均觀測到兩個時空晶格點線段AB=100,光速為100,光通過AB的時間為T=1。
時空壓縮50%後,而內部本地觀察者沒有觀測到時空有變化,仍然認為AB=100,光速在此內部仍為100,通過兩個晶格點的時間仍為1;
但在外部的觀測者則認為AB=50,光通過AB=50耗時1,意味著在外部觀測者看來,AB中的光速變慢了,光速要通過100的距離需要時間為2,時間變慢了。
以上是正確的「引力井」圖像。一旦我們糾正了時空扭曲的圖形象,所有相對論效應及其與引力的關係就變得更加清晰明了易懂了。
(網圖侵刪)
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