在阿爾伯特·愛因斯坦提出的相對論中,最令人費解的一點是時間膨脹。與靜止的人相比,運動中的人會覺得時間似乎走得更慢。這種效應(yīng)也適用于引力場。越是靠近像黑洞這種具有強大引力的天體,你越能夠感受到時間的放緩。要注意的是,時間變慢只是一種感覺,而實際的生活不會“變慢”。在他們各自的參考系內(nèi),一切似乎都很正常。只有當(dāng)不同參考系的人相遇時,他們才會注意到這種相對差異。
在我們的實際生活中,我們大可不必?fù)?dān)心時間會膨脹。相對而言,人類的移動實在太慢,根本注意不到時間膨脹。但是,不放過一丁點兒時間差異的物理學(xué)家還是在一個非常普遍的人類活動中觀察到了時間膨脹。這個活動就是:國際航空旅行。
四十年前的十月份,物理學(xué)家約瑟夫·C·哈菲勒和天文學(xué)家理查德·E·基廷兩人帶著四臺高精度惠普原子鐘,乘坐了兩次商業(yè)航班,環(huán)游地球,一次自西向東飛,一次自東向西飛。他們想要干什么呢?當(dāng)然是測試愛因斯坦的相對論。
旅行結(jié)束后,他們將飛機上的原子鐘時間與美國海軍天文臺的原子鐘時間進(jìn)行比較。假如相對論是正確的,向東飛的原子鐘時間應(yīng)該比地面上的原子鐘時間慢,而向西飛的原子鐘時間比地面上的更快。
然后,猜猜哈菲勒和基廷發(fā)現(xiàn)了什么!正如天體物理學(xué)家海諾·法爾克在他的新書“Light in the Darkness”中解釋的那樣:
向東飛行的時鐘,即移動方向和地球的自轉(zhuǎn)方向一致,但移動速度相對于地面上的時鐘稍有不同,在飛行之后時間慢了60毫微秒。向西飛行的時鐘,移動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反且移動速度相對于地面上的時鐘差異較大,在飛行之后時間比天文臺的時鐘時間整整提前了270毫微秒。
在之后的幾十年里,科學(xué)家們用不同的原子鐘又做了許多測試,這些測試無一例外地證實了首次飛行實驗中看到的結(jié)果。
一個有趣的事實:當(dāng)你乘坐國際航班,尤其是向西飛行的航班時,相對于地面上的人們,你正在體驗“時間旅行”哦!不過,你永遠(yuǎn)不會注意到自己的時間之旅。因為想要相對于地面上的親朋好友哪怕只穿越一秒鐘的時間,你也得向西繞地球飛行370萬次?。▌蛄眨?/p>
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