世界加时间是多少时间?
世界和时间的关系,可以由爱因斯坦的等价原理得出。 这个原理指出,质量m 和 时间的平方成比例关系 m=\frac{C^2}{G} t^{2}\tag{1} C是惯性系数,G是万有引力常数,t是时间。 把这个关系式两边同时除t,就得到了世界与时间的关系 \frac{1}{t}=\sqrt{\frac{C^{2}}{Gm}}\tag{2} 这说明,在爱因斯坦的相对论中,时间和距离有关,和物体的运动状态有关。而与物体的本身属性(包括质量)无关! 所以一个以光速运动的物体,其上的一点经历的时间,应该小于另一同一来源但静止的点所经历的时间。
但是,如果我们考虑到同时性,这个结论就不成立了。 如果两个事件发生在同一地点且同时发生,根据相对论,它们之间的时间差应该跟两者间的路径长度成正比。 而路径的长短取决于这两事件的相对速度。 如果这两个事件相对我们运动,它们的共同方向上,时间流逝会比它们独立运动时快;反之,如果这两个事件反向运动,它们的共同方向上,时间流逝会慢。 所以,对于同时发生的不同位置的两个事件,根据相对论,它们之间的的时间差应该等于0. 但是,我们现在用不了相对论这么高的形式理论来解释这个问题——因为如果没有光速极限,牛顿的理论就能做到非常完美了。我们要找一个新的思路来解释这个问题。 我们考虑一下,如果一个粒子在一个封闭系统里面做循环运动,那么它的周期时间T应该满足 T>\frac{1}{h} \frac{1}{t}-\frac{1}{T}>0 这说明了,对于一个围绕地球旋转的卫星,它的时间流逝应该比地面上的计时器快。
这就是说,从地球上观察,这个绕地运行卫星上的时钟应该走得比较快,这个时间差可以被测量出来。实际上,现在测量的多普勒频移已经能够精确到这个量级。 这就证明了爱因斯坦的等价原理。