地心比地殼小2.5歲
2020-12-05 中國青年網
人們腳下的地球深處藏著一個令人吃驚的秘密。通過相對論描述的引力效應，物理學家計算得出地心比地表年輕兩歲半。
根據愛因斯坦的相對論，人們在引力場中的位置改變其所經歷的時間流逝的速率。這一觀點已經過嚴格檢測，並對GPS衛星具有影響。但是這裡所涉及的時間差異不是一分一秒也不是幾年。
丹麥奧胡斯大學的Ulrik Uggerhj和同事對物理學家理察·費曼上世紀60年代的觀點進行重新分析後意識到，這種引力效應對於地球產生了更大的影響。費曼曾在一系列講座中認為，地心和地表的年齡差距不過一兩天，這一說法經常被包括Uggerhj在內的很多物理學家重複及引用。
但是當Uggerhj近日決定在研究生教科書中加入這一軼事時，他開始坐下來對相關數據進行研究。相關計算包括弄清楚地心和地表之間潛在的引力差異。
將這一差異代入相對論公式後，產生的時間膨脹因子在3 ×10-10左右，即每秒地心經過的時間比地表慢這樣長的時間。但是由於地球已經存在了40億年左右，時間膨脹的累積效應加起來會達到1.5年的差異。
這些算式的前提假設是地球密度統一，但事實上並非如此，地心的密度比地幔更大。利用更加真實的地球密度模型，該團隊研究兩者時差在2.5年左右。
「當然，我們不可能通過實驗確定這一數據。」Uggerhj說。但是廣義相對論目前為止已經經歷了所有考驗，因此這樣的計算結果很可能是正確的。因此，這一理論在宇宙中普遍適應，同樣的計算方式適用於任何質量的天體。該團隊計算得出，太陽的中心比其表面大約年輕4萬年。（魯捷）
來源：中國科學報
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