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為什麼黑洞裡面時間就變慢了

發布時間: 2024-12-02 09:54:14

『壹』 當物體靠近黑洞時,它的時間就會過得極慢甚至停止,這是為什麼

這是一個比較燒腦的問題,我們需要先理解一下在愛因斯坦的相對論中,有關時間的非常抽象的概念。在相對論的體系中,我們所處的時空之所以被稱為「時空」,那是因為時空是由時間和空間共同構成,它們是一體的,是不可分割的,任何脫離時空體系的對時間的描述都是片面的。簡單的說,時間對於時空來說,是一個可變的參數,它可以因為因為物體所受的引力以及物體的運動速度而改變。

引力使時間變慢的現象,在相對論中被稱為「引力時間膨脹效應」。廣義相對論指出,引力是因為有質量的物體使周圍的時空發生了所扭曲造成的,一個物體質量越大,造成的時空扭曲就越大,其引力也就越大。而時空的扭曲率決定了時間的流逝速度,其具體表現在時空的扭曲率越大,時間流逝的速度就越慢。關於這一點,可以參照下面的方程式。

在上圖中,t為被觀測者的時間,T為靜止參考系的時間,G為引力常數,M為產生引力的天體的質量,r為被觀測者離引力中心的距離,c為光速。在這個公式中,我們可以清楚的看到,當引力源的質量M增加時,被觀測者的時間t就會減少,而質量與引力是成正比關系的,這就是引力使時間變慢的理論基礎。

根據公式計算,在地球上每升高一米,由「引力時間膨脹效應」造成的偏差約為1.09 x 10^-16秒。也就是說在地球上不同高度的人,其感受到的時間是有差別的,例如住在12樓的你(約為44米高),你的時間就比住在一樓上的人快大約一千萬億分之四點八秒。是不是很奇妙?原來我們在上下樓的過程中,一直都在「穿越」,只是這個時間偏差極小而我們感受不到。

大家不要認為這只是愛因斯坦的異想天開,事實上,這個公式是經過科學界嚴謹的驗證了的,現代的高精度的原子鍾已經將時間定位的非常的精準。1969年,龐德-雷布卡實驗就首次直接證實了「引力時間膨脹效應」的存在。

雖然這種現象造成的時間偏差極小,但在引力差距足夠大的時候就不能忽略了。拿現在我們非常依賴的GPS定位系統來說吧,因為它的衛星離地面很遠,所受到的地心引力就比地面上要小得多,所以時間上發生的偏差就顯得比較大了,因此它的授時系統就要嚴格的依照相對論進行調整了,不然的話,GPS就會因為與地面上的時間偏差而不能進行精準的定位。

如上所述,從靜止參考系的觀測者的角度來看,當一個物體受到的引力越大,它的時間流逝速度就會越小。根據「引力時間膨脹效應」,當我們處於靜止參考系來觀察一個物體靠近一個引力巨大的天體時,比如說黑洞,當這個物體離黑洞越來越近,時間就會過得越來越慢,由於黑洞的引力近乎無限大,那麼這個物體的時間也就無限的趨近於零。那麼,從我們的角度來看,這個物體似乎就永遠進不了黑洞!

這些令我們難以想像的場景,也許會真實的發生。宇宙的神秘,並非現在的我們能真正理解的,我們人類還需要太多太多的時間!

『貳』 黑洞的時間為什麼會變慢

時間和空間是相對。時間其實也就是空間,在黑洞裡面空間被扭曲,甚至被折疊,也就是說空間被縮小,因而時間也就變慢了。

『叄』 我們怎麼知道黑洞時間比地球時間慢

根據已知的理論,在黑洞中,引力大到極點,時間就會停止。科學家普遍認為,在黑洞的中心,必定有些什麼東西,所以最後科學家們都認為黑洞中心存在著一點,這一點就是奇點,它是超大質量恆星的壓縮體,引力變得無限大,密度也無限大。
黑洞是無法看得見的,光也無法逃脫,當一個人的頭先進入黑洞,那這人會什麼也看不到,但這人回頭去看來路時,卻能看得到光線被吸進來,所以黑洞只能用探測器去探測得出,就算來到地球身邊,你也無法察覺得出黑洞已經來了,只有當你接近事件時界時,受到引力的拉力,你才會覺得出,
假設一個物質在接近事件時界時,引力會變得無限大,任何物質都會被拉得粉碎,事件時界,在我們已知的宇宙中,它是時空的邊緣,時間也會停滯不前,越接近事件時界,引力會越大,如果你從遠處望去,在物質接近黑洞時,似乎慢了下來,看起來完全停止了前進,但其實你永遠也不可能看到物質進入黑洞的整個過程,因為它的時鍾與你的相比,變得無限的緩慢了,但事實上,物質並沒有停止前進,它仍在繼續前進,
在愛因斯坦的相對論中,人類是可以通過黑洞去到未來,因為在黑洞中,時間是停止的,所以你在黑洞生活五年,地球上就已經過了五百年了,

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