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广义相对论的一个预言是,在像地球这样的大质量的物体附近,时间显得流逝得更慢一些。
时空弯曲
这是因为光能量和它的频率(光在每秒钟里波动的次数)有一种关系:光能量越大,则光的频率越高。当光从地球的引力场往上行进,它失去能量,因而其频率下降(这表明两个相邻波峰之间的时间间隔变大)。
在上面的某个人看来,下面发生的每一件事情都显得需要更长的时间。1962年,人们利用一对安装在水塔顶上和底下的非常准确的钟,验证了这个预言。发现底下的那只更接近地球的钟走得较慢,这和广义相对论正好相符。
目前,随着基于卫星信号的非常精确的导航系统的出现,地球上的不同高度的钟的速度的差异,在实用上具有相当的重要性。如果人们无视广义相对论的预言,导航系统计算的位置会错几英里。
牛顿运动定律使空间中绝对位置的观念告终,而相对论摆脱了绝对时间。
考虑一对双生子,假定其中一个孩子去山顶上生活,而另一个留在海平面,第一个将比第二个老得快些。这样,如果他们再次相会,一个会比另一个更老一些。在这个例子中,年纪的差别会非常小。
但是,如果有一个孩子在以近于光速运动的航天飞船中作长途旅行,这种差别就会大得多。当他回来时,他会比留在地球上的另一个年轻得多。这叫做双生子佯谬,但是,只是对于头脑中仍有绝对时间观念的人而言,这才是佯谬。
在相对论中并没有唯一的绝对时间,相反,每个人都有他自己的时间测度,这依赖于他在何处并如何运动。