時間簡史

第7章 空間和時間(2)[第3頁/共6頁]

在普通環境下,要察看到這個效應非常困難,這是因為太陽的光芒使得人們不成能旁觀天空上呈現在太陽四周的恒星。但是,在日蝕時便能夠察看到,這時太陽的光芒被玉輪遮住了。因為第一次天下大戰正在停止,愛因斯坦光偏折的預言不成能在1915年當即獲得考證。直到1919年,一個英國的探險隊從西非觀察日蝕,證明光芒確切像實際所預言的那樣被太陽偏折。此次英國人證明德國人的實際被喝彩為戰後兩國和好的巨大行動。具有諷刺意味的是,厥後人們查抄這回探險所拍的照片,發明其偏差和詭計測量的效應一樣大。他們的測量純屬運氣,或是已知他們所要得的成果的景象,這在科學上時有產生。但是,厥後的多次觀察精確地證明瞭光偏折。

牛頓活動定律使在空間中的絕對位置的看法壽終正寢。而相對論擺脫了絕對時候。考慮一對雙生子。假定此中一個孩子去山頂上餬口,而另一個留在海平麵,第一個將比第二個老得快些。如許,如果他們再次相會,一個會比另一個更老一些。在這個例子中,年紀的不同會非常小。但是,如果有一個孩子在以近於光速活動的航天飛船中作長途觀光,這類不同就會大很多。當他返來時,他會比留在地球上另一個年青很多。這叫做雙生子佯謬,但是,隻是對於腦筋中仍有絕對時候看法的人而言,這纔是佯謬。在相對論中並冇有唯一的絕對時候,相反,每小我都有他本身的時候測度,這依靠於他在那邊並如何活動。

正如我們已經看到的,麥克斯韋方程預言,不管光源的速率如何,光速應當是一樣的,這已被緊密的測量證明。由此推出,如果有一個光脈衝從一特定的空間點在一特定時候收回,在時候的過程中,它就會作為一個光球麵發散開來,而光球麵的形狀和大小與源的速率無關。在一百萬分之一秒後,光就散開成一個半徑為300米的球麵;一百萬分之二秒後,半徑變成600米,等等。這正如同將一塊石頭扔到水池裡,水大要的波紋向四周散開一樣,波紋作為一個圓周散開並隨時候越變越大。如果人們把不應時候波紋的快照一一堆疊起來,擴大的水波圓周就會畫出一個圓錐,其頂點恰是石塊擊到水麵的處所和時候。近似地,從一個事件散開的光在(四維的)時空裡構成了一個(三維的)圓錐,這個圓錐稱為事件的將來光錐。以一樣的體例能夠畫出另一個稱為疇昔光錐的圓錐,它表示統統能夠用一個光脈衝傳播到該事件的事件調集。

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