引力越大时间越慢原理

本文阐述了狭义相对论中的“尺缩钟慢”效应，即物体的长度随着速度的增加而缩短，时间也随之变慢。同时，介绍了爱因斯坦进一步思考的结果，即自由落体运动和引力等价的理论。还有不清楚的朋友们，你不想知道？那么不要错过哦！一同跟着592下载网编辑了解吧

引力越大时间越慢原理 狭义相对论中“尺缩钟慢”和自由落体运动的引力等价

按照狭义相对论，运动的尺会缩短，运动的钟会变慢，这是狭义相对论的“尺缩钟慢”效应。尺缩钟慢的意思是，当你测量一个距离，比如地球到月球的距离，你静止的时候测量到的地月距离是l，当你驾着飞船从地球高速飞向月球时测量到的距离就会小于l，并且速度越大测量到的地月距离就越短，所用的时间也就相应越短。

狭义相对论有一条基本原理叫相对性原理，意思是物理规律在所有的惯性系中具有相同的表现形式。爱因斯坦没有止步于狭义相对论，因为物理学中有惯性系也有非惯性系，狭义相对论并不能深入到非惯性系中。1911年爱因斯坦在进一步思考的时候有了他“一生中最有价值的想法”，那就是一个人在做自由落体运动时不会感到有重力作用。

1915年爱因斯坦在此基础上给出了“等效原理”，即引力场等同于以适当加速度运动的参考系。处在引力场中的物体如果选择合适的参考系，它的运动方程中就不会有引力项。这样狭义相对论的相对性原理就可以推广到所有的参考系，即物理规律在所有的参考系中都有相同的表现形式。在此基础上爱因斯坦给出了广义相对论。

广义相对论的一个结论是时间在引力场中会变慢。为什么会变慢，可以从如下的角度简单地去理解：高速的运动会使时间变慢，那么强引力场对物带陆体的加速也能够使时间变慢。比如地面附近的引力场比地球同步卫星轨道处的引力场强，这就意味着地面上和地球同步卫星轨道上的时间流逝快慢不一样。只不过地球的引力比小，这点差距一般不被人察觉。

事实上现在的地球卫星往往要根据相对论对时间进行修正，比如离地2万千米高度的咐行敏GPS卫星在以14万千米每小时的速度高速飞行。按照狭义相对论的运动的钟变慢，它每天慢7微秒；按照广义相对论，处在距离地面2万千米的弱引力场中，卫星每天会快45微秒。如果不对此进行修正，会限制导航的精度。

若是到了很强的引力场附近，引力导致的时间变慢会非常明显。一个典型的例子就是黑洞，黑洞附近有强大的引力，如果一位宇航员不幸坠向黑洞的视界内部，黑洞强大的引力会让地球上的人感觉到宇航员的时间变得极其慢，即使经过亿万年也不会坠入黑洞的视界，好像固定在了黑洞视界处似的。而在宇航员衡枝看来，他的时间并没有变慢，自己已经做好了撞入黑洞内部奇点的准备。

一些科幻片就经常借用黑洞附近的时间变慢进行各种幻想，其背后的理论依据就是广义相对论的强引力会使时间变慢。

打小我们的祖先、长辈就教导我们一定要珍惜宝贵的时间，而现实生活也告诉我们时间是连续不断的东西，它只会向未来单一的方向匀速发展，也就是说，我们没有办法找回逝去的时间，也没有办法让时间流速慢下来。时间流（变化率）被认为是宇宙的基本定律之一。即，时间流不能改变。

那么时间是什么？

时间是人为规定的一个比较抽象的概念，我们根据地球绕太阳的规律运动确定了一个恒星年，也根据地球的四季变化规定了一个回归年，这说明我们对时间的概念是根据一件事物有规律的运动总结出来的经验。也说明时间是事物的无限持续发展，从过去、现在到未来的不可逆事件。

时间是各种测量的组成部分，用于对事件进行排序，比较事件的持续时间或事件之间的间隔以蚂渗咐及量化物质现实或有意识体验中的数量变化率。

现代物理学所说的时间与经典时间概念有很大的不同。1905年，爱因斯坦提出了相对论，即狭义相对论。这一理论改变了我们对整个时空结构和性质的看法。

现在我们要放弃我们心中对时间固有的看法，时间不仅会在我们周围的事物中流动，还会在我们体内流动。时间只以变化率的形式存在于物质内部，时间的流速在很大程度上取决于物质的相对运动。

狭义相对论下的时间膨胀

在量子水平上，例如在我们的身体内部，存在着相互作用的基本力，这些量子级的基本力以恒定的光速在所有物质内部发生着相互作用（通信），从而导致了原子，分子和细胞水平上的所有变化。因此以光速进行的相互作用就是我们观察到的时间流逝的极限。

当我们观察一个非相对运动的物体时，我们只能看到物体内部以光速传递的基本力的影响，这也是物质内部变化率或时间流逝的速度。所以不要认为一个静态的物体是完全静止的：在它内部，相互作用以光速持续地交互。事实证明，物质内部的相对变化率（时间）与爱因斯坦的光钟完全同步：

上图是一个光钟，在两个反射镜之间有一个距离，顶部的反射镜能计算接收到的光脉冲时间间隔。当我们看到一个相对于我们不动的光钟（左图）时，我们看到的时间要比相对于我们运动的光钟（右图）快，因为对于我们来说，相对于我们运动的光钟，光脉冲传播的距离更长，因此花费的时间就越长。当然相对论，我们要了解这个相对，这说的是另外一个观测着的看法，认为你运动速度快，时间减慢！但对我们来说，无论我们以多快的速度运动，我们自己时间是不会变化的，该活多少年还是多少年。所以要记住，相对论是别人的理论，跟我们自己无关。这就是狭义相对论影响事物外部和内部时间变化率的原因。

那么广义相对论的引力为啥会让时间膨胀呢？

其实不是引力减慢了时间，还是狭义相对论下的时间膨胀，只不过是直接套用了一个等效原理，等效原理是广义相对论的基础，它说的是在一个封闭电梯中，我们无法用任何实验手段分辨出电梯是在向上匀加速运动，还是处在一个静止的引力场中，这说明加速度和引力是等效的。因此狭义相对论下的时间膨胀也同样实用与引力场。当然我们还有另外一种解释。

我们知道光以恒定的速度传播。光线的喊宴能量取决于其频率，而不是其速度。但是光也受到引力的影响。这意味着，如果从大质量物体的“引力井”深处向上发射一束光线，光线从“引力井”中爬出时会损失一部分闷纯能量。

因此，假设我们站在行星的表面上发出的光线是绿色的，即600THz（太赫兹）振荡。等这束光线到达太空已经失去了一部分能量，变成了深红色的光，以400THz的频率振荡。

但是，但是光线在旅途中没有任何东西可以“消除”振荡。也就是说能量不会被创造或毁灭。因此，行星表面的人认为电磁波每秒“振荡”600万亿次，而太空中只看到每秒400万亿次“振荡”，那么唯一可能的解释是，太空中的秒数与地面的秒数长度不同。取而代之的是，根据地面上的手表，在一秒钟内产生的600万亿次摆动，在太空中需要15秒才能完成。同样，如果地面每秒打开和关闭光源，太空中将看到持续15秒的光脉冲，然后暂停15秒。

反之亦然：如果太空向地面发出400 THz的红光，地面会看到600 THz的绿光。在这种情况下，频率的变化对应于光线“落入”引力井时能量的增益。

因此，如果我们假设光速是恒定的，光在引力阱中获得/失去能量，我们必须得出结论，唯一可能的情况是时间在以不同的速度滴答作响。一个时钟无论是机械的还是生物的，引力越强，时间的速度就越慢。这就是引力影响时间的方式。

广义相对论中的等效原理”可以解释引力为何能让时间变慢的这个问题。

时间连质量都没有，那引力为何能让时间变慢

从小我们的长辈就告诉我们要珍惜时间，时间是连续不断的，它只会在以后的时间里按照固定的迅前一个方向进行运动。游举也就是说，时间一旦过去就不会再回来，也没有任何办法能够让时间降低速度和停下来。时间流被认为是基本定律之一。

那时间究竟是什么？时间是人为规定、较为抽象的概念，我们据地球绕太阳的运动规律确定了恒星年的范围，也据地球的四季轮转规定了回归年的范围，这说明大多数人对时间的具体概念是根据某件事中的规律所总结出的经验。

现代物理中所说的时间与经典物理中提到的时间，在概念上存在区别。1905年，著名科学家爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论改变了我们对时空的看法。现在我们要认识到我们对时间一直以来的看法是错误的，时间会在周围的事物中流动，还会在每个人的体内流动亩磨清。时间以变化率的特殊形式存在物质内部，时间流速的快慢基本取决于物质在相对运动中的状态。

 引力对有质量的物质起作用，时间是抽象的概念，时间不是物质，没有质量，问题来了，为什么引力让时间变慢呢？“等效原理”看很好的解决这个问题

简单的例子，都乘坐过电梯，电梯启动时，感受到与电梯方向相反的力，这个力就是惯性的体现，可以称为“惯性力”。想象一下，失重的状态下，一个人呆在与外界隔离的飞行器里，飞行器以引力加速度的速度向上运动时，会有怎样的感受。答案显而易见，觉得自己受到了与引力一样的力。意味着，引力场与具有加速度的参考系是无法分辨的，换它们是等价的。这就是“等效原理”的解释，根据这个原理出，用具有加速度的参考系来描述引力场。

我们知道光速是恒定不变的，光速在真空环境中的传播速度为每秒30万公里光在引力阱中可以获得或者失去能量，由此我们可以得出结论，引力越强，时间的流速就会越慢，这就是引力影响时间快慢的方式。

尺缩效应、钟慢效应。都是狭义相对论的内容，即没有绝对的时间，光速不变等。这些即高虚梁便爱因ST不提出来， 5年内也会有人用数学推导出来，因为相对性问题在那时已经突出戚运了誉李。

而你的问题，即重力效应，是广义相对论的内容，是爱因ST把质量-能量和时间-空间全部联系起来来了，最直接的说明就是引力造成时空弯曲，把惯性系中的力学作用完美的做了解释。而且在地球上，时间受到广义相对论的影响，比狭义的要多一些。

当你看一个高速运动的物体，你会发现它的时间变慢了，而这个变慢效应本身也是相对的，意味着你如果本人在这个物体上，看这个高速运动的物体时间不会有任何变换，因为你参考系换了，物体相对于你速度是0，等效于你在地面上看一个相对于地面静止的物体一样，你不会感觉时间会变慢。

不过我要告诉大家的是，广义相对论中，也有造成时间变慢的效应存在，那就是“引力场”。大家也许很好奇，广义相对论不是不承认引力的存在吗？怎么还有引力场这个概念？其实很简单，广义相对论中的确不存在引力，因为引力被几何化了，这里说的引力场，其实本身并不是说引力所带来的场李陵唤，而是一种时空弯曲效应带来的一种效果。所以广义相对论会继续用“引力场”这个词来解释时空弯曲效果。

当你处于一个具有“引力”星球时，其实等效于你处于一个弯曲的时空环境中，你的时间就会变得慢，这种弯曲程度越强烈，你时间就过得越慢。大家也许会好奇，为啥扭曲的时空会让时间变慢，根据狭义相对论，时间这个物理量是具有相对性的，会因参考系变化而变化，现在你又告诉我扭曲的时空也会使得时间变慢，这又是咋回事呢？

其实你可以这样理汪旦解，扭曲的时空包含x，y，z，t四个维度，你要搞清楚的是我们的三维空间本身并没有扭曲，扭曲的是三维空间+一维时间合并起来的物体，这个物体叫“四维时空”，所以其实本质来说x，y，z这三个维度并未真正扭曲，但是加入了时间t，那就不一样了，一个弯曲的时空，很可能把时间t这个维度一起弯曲，时间线本身处于弯曲状态，那么发生同一个物理过程，显然你得多走不少时间线路程，才能完成这个物理过程，你花费的时间也就越多，从而造成你的时间变慢。

这里大家可以直观理解成：弯曲的时空再拉扯时间这个维度，是的你的时间跑不快，就好像你在跑马拉松，突然后面一根绳子拴住你，你如何跑的快？当然以上比哪凯喻只是为了方便你理解弯曲时空，如何造成“时间变慢”效应的，不是真的有根绳子在拉你。

其实我们从等效原理也可以理解，为啥弯曲时空会让时间变慢，当你处于一个有所谓“引力”的环境，根据之前我讲过的，所有有引力的场景都可以转化为你自己有一个反向加速度的参考系，比如你地面上坐着，等效于你在外太空一个以加速度为g上升的火箭一样，这两种情况你本身无法区别开。

所以当你处于引力作用下，等效于你在引力反向上做加速运动，别忘记了，根据狭义相对论解释：高速可会使得时间变慢哦，这个等效原理非常无敌，凡是“引力环境”一律等效于“你正在加速反向运动”。

狭义相对论中的“尺缩钟慢”效应是一种相对性原理，在各个惯性系中具有相同的表现形式。爱因斯坦通过进一步思考，发现自由落体运动和引力等价，这为进一步研究引力和时空结构奠定了基础。上面便是引力越大时间越慢原理资讯全部了，假如小伙伴探索更详尽丰富资料，多多支持592下载网，您的支持是我们不断更新和进步的源动力！