引力时间延迟效应,或经常称作夏皮罗时间延迟效应是在太阳系中能够进行的四个经典广义相对论的实验验证之一,这种时间延迟效应是指当雷达信号途径一个大质量天体时,在观测者看来这个信号发射到指定目标以及返回的时间都要比没有大质量天体存在时所需的时间略长,与引力红移的区别在于它是引力场造成的纯粹时间延迟效应,并不改变信号的波长。

为什么在引力场中时间会变慢?

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问题描述:

说形象简单点,尽量不要用公式推导。

解析:

爱因斯坦建立狭义相对论后,有两个问题一直使他感到不安:第一个是引力问题,第二个是非惯性系问题。后来他想到了“等效原理”,自由下落的参照系“等效于”无引力情况下的惯性参照系,即引力场等同于加速度。由此,爱因斯坦得出结论,任何参考系都是平等的,不管静止的、运动的、还是在引力场中的,任何一个参考系都不会改变你对世界的看法和对自然规律的表述。等效原理表明,既然非惯性系中的惯性力可以看作是惯性系统中的引力,那么经过一些适当变换的形式,狭义相对论的“相对性原理”在非惯性系中也同样可以适用。相对性原理从惯性系扩展到一切参照系,变成了广义相对论。

根据等效原理,既然高速行进的物体使时间变慢,那么强引力场也同样会使时间变慢。地面上的时间就比高空中的时间要慢,只不过地球上时间快慢的差异太小了,探测起来极端困难。

引力能使时间变慢的效应也是非常微弱的,科学家几乎无法找到具有足够精度的钟表来测定它。五十年代末,德国物理学家穆斯堡尔因为在核物理中发现了穆斯堡尔效应,提供了一种将原子核作为极其灵敏的时钟的方法。1959年,哈佛大学的庞恩得和雷布卡发现可以用它来检验广义相对论。

所有发光的物体都可以看成是一个时钟。原子会按一定频率发光,我们测量光的频率就能测定时间。如果引力能使时间变慢,那么,引力场内的原子所发出的光就会向低频端红移。爱因斯坦预言的这种时间变慢效应被称为引力红移。但是,因为原子不能发射频率足够精确的光,所以不能用来测量非常微弱的时间变慢效应。在穆斯堡尔效应中,放射性同位素能发射频率非常准确的γ射线,这个精度足以用来测量地球表面的引力红移。在哈佛大学的杰弗逊物理实验室中,庞恩得和雷布卡通过实验发现,频率的减低同爱因斯坦所预言的完全一致。1965年,庞恩得的再次实验得出完全相同的结论。引力能使时间变慢的效应终于得到完全证实。

引力越大时间越慢原理是什么?

引力越大时间越慢原理:引力场局域等效于物体运动的加速度。而在狭义相对论中,物体高速运动会产生“钟慢尺缩”效应,钟慢就是时间变慢,不过这个效应是个惯性系中的观察者效应。

只有通过变速进入不同的参考系,即物体存在加速度,时间才会真正地变慢。既然引力场等效于运动加速度,因此引力场同样会使时间真正变慢。

用升降机来解释等效原理:

给升降机向一个方向施加一个力,使得升降机获得一个大小与地球表面重力加速度g相同的加速度,升降机里的人分不清是处在地球的重力场中,还是处于一个加速运动的系统中。

另一种情形,在地球重力场附近作自由落体,自由落体者“失重”了,他感觉不到引力,他感觉自己只是在做加速运动。

由上述情形可知引力和加速度是等价的,因此狭义相对论中物体在惯性系的高速运动通过加减速使时间流逝速度发生了变化(比如说“双生子佯谬”,哥哥乘坐近光速飞船因为存在加减速,当回到地球时,看到弟弟已白发苍苍,哥哥的时间膨胀了。

景观时间延迟效应的原因

过程、环境变化。

时间延迟效应延迟效应存在的原因,过程需要时间,环境虽然变化,旧有生物或生物量依旧存在,物质、能量及信息的传递等也需要时间。

引力时间延迟效应,或经常称作夏皮罗时间延迟效应是在太阳系中能够进行的四个经典广义相对论的实验验证之一。