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时间到底是什么?一起探索时间的本质!

创作时间:
作者:
@小白创作中心

时间到底是什么?一起探索时间的本质!

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/24/0710/13/65488380_1128420420.shtml

时间,这个与我们形影不离的“伙伴”,究竟是什么?它真的存在吗?让我们一起探索时间的本质!

时间的确是客观存在的,不以人的意志为转移。而且,单独讨论时间其实是没有意义的,因为时间必须和空间还有物质同时出现,时间绝不会单独存在。

时间和空间是有机的整体,两者不可分割,任何把时间和空间分开讨论的行为其实都毫无意义。当然我们探索时间本质时需要把时间单独拿出来,这并不影响时间空间不可分割的事实。

时间和空间组合起来称为“时空”,我们就生活在四维时空里。提到时空,就不得不提爱因斯坦的相对论。

狭义相对论表明,速度会影响时间流逝,速度越快时间就越慢,这也就是“钟慢效应”或者“时间膨胀效应”。

比如说,你乘坐一艘飞船快速离开地球,我站在地球表面静止不动。对于我来讲,你的时间变慢了。而对于你来讲,我的时间同样变慢了。

看起来有些前后矛盾,其实并不矛盾。因为你和我是在不同的惯性系中观察对方,自然会得到不同的结论,我们都没有错。

不过,由于飞船具有静质量,所以飞船的速度无论如何都达到不光速,因为飞船的质量会随着速度的增加而变大,当飞船速度无限接近光速时,质量达到无穷大,意味着全宇宙的能量都不可能让飞船的速度达到光速。

除了速度之外,引力同样会影响时间流逝。广义相对论表明,引力越强时间就越慢。比如说在黑洞周围,由于引力超强,时间就趋于停止。

我们经常用到的导航系统,由于需要依靠天上的卫星来精确定位,卫星的速度很快,同时受到地球的引力更小,卫星上的时间就与地面时间不一致,所以就需要对其进行时间校正,否则导航系统会彻底失效。

按照狭义相对论,速度越快时间就越慢,那么卫星上的时钟会更慢。但按照广义相对论,引力越强时间就越慢,卫星上的引力更弱,时间就更快。

所以必须综合速度和引力两者的影响来校正时间,综合下来就是卫星上的比地面时间每天快38微秒。

还有一个问题,时间有开端吗?根据宇宙大爆炸理论,时间和空间都是有开端的,宇宙大爆炸就是时间的开端,也是万事万物的开端。在宇宙大爆炸之前是没有时间的,所以讨论“宇宙大爆炸之前的事情”是没有意义的。

同时时间是有方向的,而且只有一个方向,那就是永远向前。从宇宙大爆炸开始,时间箭头就无情地指向前方,这个过程是不可逆的。

时间的这种单向性也体现在宇宙的熵的方向。宇宙从诞生开始就一直朝着混乱无序的方向发展,也就是我们通常所说的“熵增”。熵增原理是让人类最绝望的原理,因为它不但意味着时间的单向性,更意味着宇宙不断从有序走向无序,最终是彻底的混乱。

从微观上来讲,时间是不连续的,因为空间和物体运动都是不连续的,存在着最小的时间单位,普朗克时间。而从宏观上来讲,时间的变化是连续的,物体的运动也是连续的。

两者其实并不矛盾,就像量子力学和相对论并不矛盾一样,一个统治了微观世界,一个统治了宏观世界,只是科学家目前还没有找到两者的契合点。

刚才说了,时间和空间以及物质是密不可分的,我们生活在四维空间,时间其实可看成特殊的空间维度,只有一个方向的空间维度。

时间与物质运动密不可分。如果万事万物都处于绝对的静止,意味着没有了任何运动变化,那样的话时间也就戛然而止,不存在了。也就是说,没有了物质运动,也不存在时间了。

但世界上并不存在绝对静止的物体,量子力学的不确定性很好地表明了这点。这意味着任何物体都在一刻不停地运动当中,时间是不可能静止的。

总之,时间是客观存在的,就犹如空间一样实在,因为时间空间其实是一个东西,两者必须同时存在。如果没有了时间,空间自然也就不存在了。

不仅仅是时间和空间,物质也是如此。时间,空间和物质三者也是整体。没有任何物种的时空是不存在的,同时物质的存在必须以时空为基础!

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