首页 > 时间简史 > 第7章 空间和时间(2)

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在今后的几十年中,对空间和时候的这类新了解是对我们宇宙观的窜改。旧的宇宙观被新的宇宙观代替了。前者以为宇宙根基上是稳定的,它能够已经存在了无穷长的时候,并将永久持续存鄙人去;后者则以为宇宙在活动、在收缩,它仿佛开端于畴昔的某一个时候,并或许会在将来的某一个时候闭幕。这个窜改恰是下一章的内容。几年以后,它又是我研讨实际物理的起点。罗杰・彭罗斯和我证了然,爱因斯坦广义相对论意味着,宇宙必须有个开端,并且能够有个闭幕。

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。

近似地,人们在相对论中能够用新的时候坐标,它是旧的时候(以秒作单位)加上往北分开皮卡迪里的间隔(以光秒为单位)。

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。

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。

(这正如同看一架在非常多山的空中上空飞翔的飞机。固然它沿着三维空间的直线飞,它在二维的空中上的影子倒是沿着一条曲折的途径。)太阳的质量以如许的体例曲折时空,使得在四维的时空中地球固然沿着直线的途径,它却让我们看起来是沿着三维空间中的一个圆周轨道活动。究竟上,广义相对论和牛顿引力实际预言的行星轨道几近完整分歧。但是,对于水星,这颗离太阳比来,遭到引力效应最强,轨道被拉得相称长的行星,广义相对论预言其轨道椭圆的长轴应环绕着太阳以约莫每1万年1度的速率进动。固然这个效应如此藐小,但在1915年前即被重视到了,并被作为爱因斯坦实际的第一个考证。近年来,其他行星和牛顿实际预言的乃至更小的轨道偏差已被雷达测量到,并且发明和广义相对论的预言符合。

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