物理学家发现更多时间不存在的证据!

2017/3/17 来源:www.arpun.com 作者:小白
时间的影响。

 

物理学家发现更多时间不存在的证据!

 

尽管我们认为时间是怪异的, 宇宙并没有一个主时钟在运行, 使得我们有可能根据我们的移动或多少重力在拉我们, 来体验时间的不一致。

 

现在物理学家结合了两个重要的物理学理论, 结论出时间不仅不是普遍一致的, 而且任何用来测量时间的时钟, 将会模糊围绕时间周围的时间流。

 

别担心, 这并不意味着你的挂钟会让你老化更快。 我们正在这里讨论有关高度准确实验的计时器, 例如原子钟

 

来自瑞士维也纳大学(University of Vienna)和奥地利科学院(Austrian Academy of Sciences)的物理学家团队, 应用量子力学和广义相对论来主张, 在相同的空间中, 提升对时钟的测量准确度, 也会增加它们对时间的扭曲。

 

让我们退回片刻, 并以简单的术语来考虑物理学家已经知道的事物。

 

量子力学在描述非常微小规模的宇宙, 是极为有用的;例如次原子粒子以及在短距离上的力。

 

物理学家发现更多时间不存在的证据!

 

可能是和数学支持量子力学一样的准确和极为有用, 对于我们的日常经验, 量子力学使得预测似乎是相反的。

 

一个这样的预测称为海森堡测不准原理(Heisenberg’s uncertainty principle)。 这个原理假设当知道一件事的准确度增加时, 互补变数(complementary variable)的测量会变得不太准确。

 

例如, 您越是在时间和空间中准确定位出一个物体的位置, 关于它的动量, 你能确定的就越小。

 

这不是一个够聪明或有更好设备的问题, 宇宙从根本上是这样运行的。 由于位置和动量的’不确定性’平衡, 电子不会撞到质子。

 

另一种思考它的方式是:具有超准确位置的物体, 需要我们考量越来越多荒谬数量的能量。

 

应用到一个假设的时钟, 时钟上的秒分流分率(splitting fraction), 使得我们不太确定时钟的能量。

 

这就是广义相对论起作用的地方 广义相对论是物理学另一个高度可信的理论, 只有这一次, 巨大天体如何在远处相互影响, 它的解释是最有用的。

 

由于爱因斯坦的研究成果, 我们了解在质量和能量之间有一个等价关系, 使得方程式(对于静止物体)能量=质量×光速平方(或E=mc^2)变得闻名于世。

 

我们还知道时间和空间是相连的, 而且这个时空能够被影响, 就好像它不仅仅是一个空盒子。 质量和能量能够’弯曲’它。

 

这就是为什么我们看到很酷的东西, 像是重力透镜(gravitational lensing)。 在那里巨大的天体, 例如星星和黑洞, 把空间凹陷太多, 使得光可以直线行驶, 然而在重力透镜附近弯曲。

 

这也意味着质量可以经由名为重力时间膨胀(gravitational time dilation)的现象来影响时间。 在那里, 越靠近重力源, 时间看起来跑得越慢。

 

不幸的是, 虽然实验支持这些理论, 但它们通常不会好好地在一起发挥作用, 迫使物理学家来考虑一个新的理论, 允许它们在相同的时间是正确的。

 

与此同时, 继续了解这两种理论如何描述相同的现象是很重要的, 例如时间。 这是这份新论文所做的。

 

在这种情况下, 物理学家更详细地假设测量时间的行为需要增加能量的可能性, 反而使得任何紧靠计时装置的测量变得不准确。

 

物理学家发现更多时间不存在的证据!

 

研究员Esteban Castro说:“我们的研究结果显示, 当量子力学和广义相对论被考虑时, 我们需要重新检视有关时间本质的想法。 ”

 

那么这会如何影响我们的日常运作呢?如同很多的理论物理学, 或许一点也不多。

 

虽然量子力学技巧性地应用到’大的’东西, 但是不要担心, 设定马表来读取秒分流将不会打开在你手腕上的虫洞。 比起目前在发展的, 这些研究成果只会对更先进的高准度时钟实验变得有意义。

 

但是, 充分了解这些计时器是如何运作, 至少在理论上, 最终将有助于我们更佳了解周围的宇宙。 或许有一天, 领会到时间本身的本质。

 

这项研究发表在美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)。
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