简介:曾经有人认为空间和时间是分开的,并且宇宙只是排列在三个维度上的各种宇宙物体。然而,爱因斯坦引入了第四维
【晨说网探索分享】
曾经有人认为空间和时间是分开的,并且宇宙只是排列在三个维度上的各种宇宙物体。
然而,爱因斯坦引入了第四维度的概——时间,这意味着空间和时间之间有着千丝万缕的联系。
广义相对论认为,时空会根据附近物质的动量和质量而膨胀和收缩。
这个理论很合理,但需要的只是证明。
该证据来自美国宇航局的重力探测器B,它证明了空间和时间确实是联系在一起的。
四个陀螺仪指向远处的恒星,如果重力对空间和时间没有影响,它们将保持锁定在同一位置。
但是,科学家清楚地观察到了由于地球引力引起的“拖曳”效应,这意味着陀螺仪被拉出了非常小的位置。
这似乎证明了空间本身的结构是可以改变的,如果将空间和时间联系起来,那么时间本身就可以通过重力来伸展和收缩。
测量时间的主要方法有两种:动态时间和原子时间。
前者依靠包括地球在内的天体运动来跟踪时间,无论是诸如脉冲星之类的遥远的旋转恒星的自转时间,还是穿越夜空的恒星运动或地球自转。
但是,由于旋转恒星不能承受,因此很难观察到,这些方法并不总是完全准确的。
秒钟的旧定义是基于地球的自转。
一天的太阳从东方升起,在西方落下,然后又升起,所以一天几乎被任意分为24小时,一小时分为60分钟,一分钟则分为60秒。
但是,地球并不能均匀地旋转。
由于潮汐摩擦等因素,其旋转速度每10,000年以大约30秒的速度降低。
科学家们已经设计出解决地球自转速度变化的方法,引入了leap秒。
”但是对于最精确的时间,您必须变得更小。
原子时间取决于某种元素(通常为铯)的原子内的能量跃迁。
通过使用这些跃迁的数量定义一秒,可以精确地测量时间,从而在一百万年中损失一秒钟的微小时间。
《科学美国人》报道,现在秒的定义为铯原子内的9,192,631,770个跃迁。
原子钟:最精确的时间轨迹
宇宙中最精确的时钟可能是像脉冲星这样的旋转恒星,但在地球上,原子钟提供了最精确的时间轨迹。
环绕地球轨道上的整个全球定位系统使用原子钟来精确跟踪位置并将数据中继到地球,而整个科学中心都是为了计算最精确的时间测量而建立的——通常是通过测量铯原子内的跃迁。
虽然大多数原子钟依赖磁场,但现代时钟使用激光来跟踪和检测铯原子内的能量转换,并保持更确定的时间测量。
虽然铯原子钟目前在世界各地被用来计时,但锶原子钟的精度有望提高一倍,而基于带电汞原子的实验设计可以将差异进一步减少到4亿年内损失或增加不到1秒。
声明:本文内容仅代表作者个人观点,与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益,请及时与我们联系,我们将第一时间安排处理。