这样回头一看 , 我们是无法区分物体自由下落的行为是引力造成的 , 还是加速度的造成的 。 所以引力可以等效成加速度 。
质量越大的星球引力等效成的加速度数值就越大 。
接下来 , 我会好好分析一下 , 为什么光线弯曲会造成时间变慢的事实 。
刚才我们讲了 , 在宇宙深空中 , 以恒定加速度运动的箱子里的人 , 看到的光线是弯曲的
而箱子外的人看到箱内的光线却是平直的 。
对同一个光线的观察 , 箱内的人和箱外人会得出不同的结果 。 很明显 , 箱子里的人观察到的光线弯曲了 , 光线的路径也就变长了 。
根据光速不变原理 , 箱内的人和箱外测量的光速反正都是一样的 。 而箱内人却明显感受到光线变长了 。 我们知道时间等于光经过的路径除以光速 , 由于光速不变 , 而箱内的光线路径变长了 , 所以箱内的时间就变长了 。
所以箱内的时间相对于箱外就变慢了 。
前面说过 , 星球的质量越大 , 等效的加速度就越大 。
黑洞的质量很大 , 所以等效的加速度就更大 , 加速度越大 , 箱内的光线弯曲程度就更大 , 所以光线经过的路径就更长 , 所以时间相对于参考系外就更慢 。
这就是天体的质量越大 , 其周围的时间越慢的缘故 。
一颗苹果在宇宙空间本来是沿直线匀速运动的 , 当它运动到地球的周围时 , 就受到了地球的引力 , 这时候我们可以把地球的引力等效成苹果受到的加速度 , 由于加速度的存在 , 苹果原本匀速直线的运动变成了曲线的了 。 你也可以认为苹果受到加速度后依旧按照原来的路径运动 , 但是地球却把周围的时空弯曲了 , 所以苹果不得不在弯曲的时空中运动 , 就显得是曲线运动 。
为了统一计算 , 广义相对论一般不再区分引力和加速度等效的问题了 , 而是直接说:有质量的物体会弯曲周围的时空 , 其实也就等效于加速度带来的曲线运动 。
质量越大的天体 , 其等效成的加速度越大 , 所以周围的物体轨迹越弯曲 , 路径延长越大 , 时间也就越慢 。
但是这样说很麻烦 , 还不如直接说质量越大的天体 , 周围的空间和时间越弯曲 。 空间和时间越弯曲就相当于说路径越长 , 时间越长(慢) 。
【一口气看懂:广义相对论,时空弯曲,等效原理,黑洞时间变慢】空间和空间可以简称为时空 。 所以就成了我们经常听到的那句 , 天体质量越大 , 时空越弯曲 , 时间越慢 。 而宇宙中质量最大的天体的宿命必然会变成黑洞 , 所以我们经常会说 , 黑洞视界外的时间流逝很慢 。
其实任何质量大的天体 , 周围时间相对于地球流逝都很慢 , 但是星体的质量一旦突破史瓦西极限就必然变成黑洞 , 所以黑洞如今也是时间变慢的代言词了!
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