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(yu) 靜止的人相比,運動中的人會(hui) 覺得時間似乎走得更慢。這種效應也適用於(yu) 引力場。越是靠近像黑洞這種具有強大引力的天體(ti) ,你越能夠感受到時間的放緩。要注意的是,時間變慢隻是一種感覺,而實際的生活不會(hui) “變慢”。在他們(men) 各自的參考係內(nei) ,一切似乎都很正常。隻有當不同參考係的人相遇時,他們(men) 才會(hui) 注意到這種相對差異。
在我們(men) 的實際生活中,我們(men) 大可不必擔心時間會(hui) 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(er) 時間差異的物理學家還是在一個(ge) 非常普遍的人類活動中觀察到了時間膨脹。這個(ge) 活動就是:國際航空旅行。
四十年前的十月份,物理學家約瑟夫·C·哈菲勒和天文學家理查德·E·基廷兩(liang) 人帶著四台高精度惠普原子鍾,乘坐了兩(liang) 次商業(ye) 航班,環遊地球,一次自西向東(dong) 飛,一次自東(dong) 向西飛。他們(men) 想要幹什麽(me) 呢?當然是測試愛因斯坦的相對論。
旅行結束後,他們(men) 將飛機上的原子鍾時間與(yu) 美國海軍(jun) 天文台的原子鍾時間進行比較。假如相對論是正確的,向東(dong) 飛的原子鍾時間應該比地麵上的原子鍾時間慢,而向西飛的原子鍾時間比地麵上的更快。
然後,猜猜哈菲勒和基廷發現了什麽(me) !正如天體(ti) 物理學家海諾·法爾克在他的新書(shu) “Light in the Darkness”中解釋的那樣:
向東(dong) 飛行的時鍾,即移動方向和地球的自轉方向一致,但移動速度相對於(yu) 地麵上的時鍾稍有不同,在飛行之後時間慢了60毫微秒。向西飛行的時鍾,移動方向與(yu) 地球自轉方向相反且移動速度相對於(yu) 地麵上的時鍾差異較大,在飛行之後時間比天文台的時鍾時間整整提前了270毫微秒。
在之後的幾十年裏,科學家們(men) 用不同的原子鍾又做了許多測試,這些測試無一例外地證實了首次飛行實驗中看到的結果。
一個(ge) 有趣的事實:當你乘坐國際航班,尤其是向西飛行的航班時,相對於(yu) 地麵上的人們(men) ,你正在體(ti) 驗“時間旅行”哦!不過,你永遠不會(hui) 注意到自己的時間之旅。因為(wei) 想要相對於(yu) 地麵上的親(qin) 朋好友哪怕隻穿越一秒鍾的時間,你也得向西繞地球飛行370萬(wan) 次!(勻琳)
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