質量、空間與時間
廣義相對論深刻的揭示了質量、空間、時間三者的關系,廣義相對論理解起來似乎太難,理解起來很不方便,因此,我們似乎可以通俗化的理解三者的關系。
任何物質(質量)都可以在其本身和周圍空間甚至整個宇宙產生時空效應,就是任何物質都可以在其本身和周圍甚至整個宇宙產生時間和空間,或者說產生時間或空間的影響,都是一個意思。當然,毫無疑問,任何物質對周圍時空產生的影響與距離有關,距離越遠產生的影響就越小,同理,自然是對其本身產生的時空影響最大。
大質量天體有明顯的時空效應,小質量天體也有時空效應,這是自然而然的結論。哪怕你我這樣的質量級別,哪怕是一個原子或中子,照樣有時空效應。
因此,容易理解,質量產生的時空效應與距離有關,還與質量大小有關。
時間是質量產生的,多少質量就產生多少時間,距離越遠,產生的時間就越少。天體質量越大,其在附近產生的時間就越多,或者說時間就越稠密,因此,你的時間就越慢。估計,質量與其產生的時間的關系是;與質量成正比,與距離的平方成反比。這與廣義相對論的時間延遲效應有差異,廣義相對論的時間延遲效應公式很有可能就是一種近似值公式,原因是空間的時間貢獻不僅附近的質量(天體)有貢獻,遠處的質量也有貢獻,整個宇宙的質量都有貢獻。因此,小質量天體在其附近產生的時間效應不大,與整個宇宙物質在其附近產生的時間相比,微不足道。而大質量天體可以在附近產生很大的時間效應,相對整個宇宙的質量在大質量天體附近產生的時間效應就明顯了。最終,產生了廣義相對論的時間延遲效應的(近似)公式。
時間與空間的本質應該是一樣的,物質在其附近會產生空間效應或產生空間。與時間效應遵守同樣的規律,即與質量成正比,與距離的平方成反比。廣義相對論的時空效應公式此時依然是近似公式,大質量天體才可以在其附近產生相對整個宇宙物質在大質量天體附近產生的空間或空間效應較明顯。
時空效應其實就是時間效應或空間效應,二者是等效的,并不累加。質量在其附近產生的空間效應,可以表現為時間效應,是產生的空間效應導致了時間效應的表現。一份物質在附近某距離處產生一份空間,十份物質就可以同距離處產生十份空間,此時這個地方的空間多了,空間擁擠到一起了,每個空間所占用的空間縮小了。而一份空間對應一份時間,光子傳播的時間只與這份空間有關,空間越稠密,光子傳播同樣距離需要經過的空間就越多,耗費的時間就越多,在我們看來,就是時間變慢了。其實是空間變得稠密了,因此,時間變慢的本質是空間變得稠密了。大質量天體都是讓周圍空間變得稠密了,才讓周圍顯得時間變慢了。因此,質量的時空效應本質是空間效應,而這種空間效應進而帶來我們感覺的時間效應。
常見的網兜型的引力時空效應圖
不知道誰畫的這張地球引力時空效應圖就很好,要比我們常見的網兜型的時空效應圖好。這個圖也有一定的不足之處。表達距離地球越近,引力場越強,時空效應越強,不應該拉伸或彎曲線條,而應該增加線條,距離地球越近,線條越稠密,代表時空效應越明顯。
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