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住你樓下的鄰居為什么比你活得更久?
如果有一棟56層高的高樓讓你選一戶入住,你會選擇幾樓?不同的人有不同的喜好,有些人喜歡住高層,也有些人喜歡住低層。但如果告訴你,住的越高,壽命越短呢,你又會選幾樓?
住的越高,壽命越短,也就是說,拋開其他影響壽命的因素不管,住你樓下的鄰居一定活得比你久——聽起來很荒謬,但愛因斯坦卻告訴我們,這是真的。這是怎么回事呢?
我們都知道,愛因斯坦有一個著名的、轟動世界的理論,那就是相對論。
愛因斯坦發(fā)現:在不同的運行速度下,時間的運轉會發(fā)生變化。打個比方,假設我現在是靜止不動的,而你騎著自行車前進,那么你的時間會比我的時間走得慢。對于在自行車上的人來說,時間會變慢,這種物理現象就叫做“時間膨脹”。
那為什么我們平時沒有察覺這個現象呢?因為想要感知到時間膨脹,有一個前提條件,就是我們必須以光速前進,這也是愛因斯坦相對論成立的一個基礎。但顯然,在我們的日常生活所能達到的運動速度下,兩個人之間時鐘快慢的差別微乎其微,所以我們很難感知到,但這并不是說不存在,也就是說,時間膨脹依舊是存在的,對于在自行車上的人來說,時間就是變慢了,只是我們感受不到。
再舉個例子,還是兩個人,如果一個人依然靜止不動,但另一個人乘上一艘極快的宇宙飛船去旅行了,假設飛船去了離地球最近的星系——距地球約4.4光年的半人馬座阿爾法星,飛船的前進速度是光速的0.8倍。等飛船長途旅行完一趟回來時,時間膨脹的現象就會很明顯了。
具體來看,在啟程時,這兩個人是一樣的年齡,但等宇宙飛船旅行一趟再降落地球時,留在地球的那個已經比去宇宙旅行的人老了4歲。地球上已經過去了10年,而在飛船上只過去了6年,因為時間對于兩個人而言,并不是以同樣的速度在變化的。甚至,如果飛行距離足夠遠、飛行速度能達到光速,那么當他回來時,太陽可能已經變成了一顆紅巨星。
這還不是全部,在相對論下,除了一個處于高速運動狀態(tài)的人會會讓時間變得更慢,一個更強的引力場也會讓時間變得更慢?,F在,我們就能回答開頭我們提出來的這個問題了,為什么住你樓下的鄰居為什么比你活得更久?
因為引力場的強度會隨著到地心距離的增加而減弱,也就是說,地下室中的時鐘會比在頂樓的時鐘走得慢,所以,住的越低,時間越慢,自然壽命也越長。
當然,在日常生活中,我們并不能感受到這種時間變慢的差異,這是因為低層和高層引力場的差異微乎其微,但這種差異依然是存在的。
而如果我們能處于電影《星際穿越》的場景,那我們就會明顯感受到這種現象。在電影的一個情節(jié)里,有一隊的宇航員需要離開飛船,降落在“米勒”星球。這個星球位于一個叫“卡岡圖雅”的超大質量黑洞中,這里的引力場極強。同時,有一個宇航員留在了飛船上站崗。對于離開船的那些宇航員來說,只過了一小會兒,但是當他們回到飛船上時,他們發(fā)現站崗的伙伴已經變成一位老人了。因為在米勒星球的1小時等于在飛船上的7年。
在地球上,科學家也通過高度精確的銫原子鐘證實了這個現象??茖W家把銫原子鐘放在不同的高度上,果然探測到這些相同的時鐘之間產生了幾納秒的差異。
現在,如果再給你一次選擇的機會,面對一棟56層高的高樓,你會選擇哪一層入住呢?
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