一般可以理解為,運動的鐘比靜止的鐘走得慢,越走越快,越走越慢,接近光速時,幾乎停止,然而,現代非常精確的原子鐘仍然可以測量這個微小的效應,相對論推導出不同慣性系之間的時間進度關系,發現運動慣性系的時間進度較慢,稱為鐘慢效應,引力延遲效應很小,所以地面上的時鐘只比高空的時鐘慢10。
考慮到山上的運動速度比平地快這一原理,山上的時鐘會變慢。從質量物體造成的空間彎曲來看,地面上的重力大于山上的重力,所以地面上的時鐘會變慢。引力延遲效應很小,所以地面上的時鐘只比高空的時鐘慢10。然而,現代非常精確的原子鐘仍然可以測量這個微小的效應。1972年,有人做過這個實驗:一套原子鐘留在地面,另一套組裝成噴氣式客機,在高空(萬米)環球飛行。當飛行中的鐘回到原來的位置,與留下的鐘相比,扣除運動引起的狹義相對論時間延遲效應,發現高空的鐘快了1.5 * 10 s,與廣義相對論重力時間延遲的計算結果一致。當然,對于高山來說,重力的時間延遲可以忽略不計,直接通過狹義相對論的洛倫茲變換就可以得出結論,高山的時鐘應該走得慢一些。
說到狹義相對論,很多人馬上會想到鐘表變慢,尺子變短的現象。很多科幻作品都以此為題材,描寫一個人坐火箭在太空飛行回來,發現自己還年輕,孫子已經成了老人。事實上,時鐘的慢動和尺子的縮短只是狹義相對論的幾個結論之一。意思是當物體高速運動時,運動物體上的時鐘變慢,尺子變短。時鐘走得慢,尺子變短的現象,是時空隨物質運動而變化的結果。狹義相對論的另一個結論是,質量隨著運動速度的增加而增加。實驗中發現,高速運動的電子質量大于靜止的電子質量。
狹義相對論效應根據狹義相對論的原理,慣性系是完全等價的,所以在同一個慣性系中有一個統一的時間,叫做同時性,而相對論則證明了在不同的慣性系中不存在統一的同時性,即兩個事件在同一時間在一個慣性系中可能是不同的。在未來的廣義相對論中,我們可以知道,在非慣性系中,時間和空間是不統一的,也就是在同一個非慣性系中,沒有統一的時間,所以統一的同時性是不能成立的。相對論推導出不同慣性系之間的時間進度關系,發現運動慣性系的時間進度較慢,稱為鐘慢 效應。一般可以理解為,運動的鐘比靜止的鐘走得慢,越走越快,越走越慢,接近光速時,幾乎停止。
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