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  • 1 # 紅金01

    暫時不說我的觀點,首先說一些題外話。

    ①我認可質能本質一致,“質能等效”。大天體與超級星系會對光波產生引力,證明光波是能量狀態的“質”。由此推理,動能也是能量狀態的“質”

    ②我們很容易就能明白,動能不是一個固定值,只與相對速度有關。於是,質能守恆定律的定義,就不是說質能定值,而是,不同的慣性參照系,有不同的質能值。

    ③星空中的萬有引力不是孤立的,沒有公式理論中的質點,而是平滑漸變的,離散的,是統計疊加而合併的,影響計量動能的因素,只能以統計方式才能精確計算。但是可以模擬簡化近似求解,即:“取所在位置產生引力最大的質量集合體,取集合體的質點為參照系”。物體動能越大,質量也變得越大,所受萬有引力也會變大。

    ④結合動能公式、“質能等效”、萬有引力公式與模擬質點。實物所受外界影響的大小,關乎實物質量與實物相對模擬質點的速度,與遙遠的星系速度無關,只與所在最近的星球或星系的相對速度有關。

    我沒有使用相對論的公式,但是可以推匯出我的結論:遙遠的星系即便是以超光速遠離地球,也並沒有“時空膨脹”。

    每個星球與模擬質點的相對速度,都沒有超越想象,也沒有違背“常識”。所以這裡也不必要套入光速作為上限。

    實物速度也許有上限,但在這裡,實物速度上限源於萬有引力與實物內部的其它微觀力場的相互作用。所以,實物內部力場崩潰猶如核變或正反物質湮滅,當物質轉化為光能並達到光速時,並不需要相對論公式計算出來的無窮大的能量。

  • 2 # 鍾銘聊科學

    首先,其實這是一個閱讀理解題,而不是一個典型的科學題目。為什麼這麼說呢?

    因為這兩者描述的物件本身並不是一個東西。。宇宙膨脹,指的是空間的膨脹,也就是純粹空間的膨脹

    而時空彎曲呢?其實指的是四維時空,三維的空間+一維的時間。四維時空發生了彎曲。

    當然,它們的區別不僅僅是描述的物件是不一樣的,其次它們描述的尺度也是不一樣的,前者是在10^8億光年才體現出來,而後者則是小尺度上的。

    為了理解這兩個區別,我們可以來簡單的瞭解一下:宇宙膨脹和廣儀相對論。

    廣義相對論

    廣義相對論描述的是在非慣性系下的物質運動情況,這麼說你可能不太懂是在說什麼。但是我們如果提到引力,大家就很熟悉了。很多人都學過高中物理,學過牛頓的萬有引力定律。但其實牛頓並沒有講清楚萬有引力的本質到底是什麼?

    而廣義相對論恰恰可以解釋引力的本質。這裡多補充一點,這並不是說,廣義相對論就是用來描述引力的,它只是順道解決了引力的問題而已。那它是如何解決的呢?

    這其實和狹義相對論有點關係,愛因斯坦基於光速不變原理和相對理性原理,構建了整個狹義相對論的理論大廈,而在這個理論中,他提出了四維時空的概念,這裡的四維時空指的是(三維的空間+一維時間),他認為在描述具體的事件時,空間和時間並不是相互獨立的,而應該運用一個統一的四維時空來描述。

    不過,狹義相對論所運用到的場景,其實都是平直的時空。

    而廣義相對論運用的場景則是彎曲的時空。

    在廣義相對論中,愛因斯坦認為引力的本質是時空的彎曲。地球之所以會繞著太陽轉,正是因為太陽壓彎了周圍的時空,而地球只是沿著時空的“直線”(也叫做測地線)在運動。

    所以,其實廣義相對論的效應適用於在引力範圍區間內有效,說白了這個這裡的引力其實是有一定範圍的,如果距離太遠,就會因為引力太過薄弱而不佔主導優勢。因此,其實這個問題的矛盾本質上是“引力”和“空間膨脹”之間的矛盾。

    那宇宙空間的膨脹又是咋回事呢?

    宇宙膨脹

    話說,根據目前的宇宙學模型,我們的宇宙誕生於一次大爆炸,大爆炸之後,宇宙的空間就膨脹了起來。並且這種膨脹的趨勢非但沒有因為引力的存在而逐漸減小並收縮。相反,在距今46億年左右,宇宙開始加速膨脹,科學家認為存在一種真空能提供了和引力相反的斥力,促使宇宙空間在加速膨脹。

    這裡宇宙的膨脹指的就是空間的膨脹,而且是各個部位等比例地膨脹。就好比如果我們有一個麵包,這個麵包是整個,各個部分都在膨脹,而不是隻是外圍這一圈。

    但是你發現沒有?既然是整個宇宙空間都在膨脹,為什麼咱們沒有變胖?這不是很奇怪麼?

    在整個宇宙中,整體來看,暗能量是佔主導的,暗能量提供的力,就是引力相反的斥力。所以,在暗能量的驅使之下,宇宙空間開始加速膨脹。

    但我們要知道,宇宙其實是很空曠的,就那我們最近的鄰居來說吧,距離我們有4光年以上的距離,而太陽系才多大?恆星系和恆星系之間的距離遠大於它們自身的尺度,

    也就是說,在小尺度內,引力是要強於暗能量提供的斥力的,但是由於暗能量佈滿整個宇宙空間,因此到了大尺度,累積效應也就十分明顯,暗能量就會逐漸掌握主導。而暗能量真正佔據主導地位是要達到10^8光年的尺度。

    所以,我們來總結一下,在小尺度上,其實已知的物質和暗物質所提供的引力佔了主導,引力效應更明顯。而當達到10^8光年,也就是一億光年以上的尺度時,暗能量開始佔主導,空間膨脹的效應更明顯。因此,兩者其實並不矛盾。

  • 3 # 科學矩陣

    首先糾正一下:沒有“時空膨脹”這種說法,只有“時間膨脹效應”。

    它是狹義相對論中的研究課題,指的是在勻速直線運動的情況下,速度與時間之間所存在的一種關聯性。簡單來說,就是在速度越快的慣性系中,時間的流速就越慢。

    速度越快,時間膨脹就越明顯▼

    至於“時空扭曲”,這是廣義相對論所預言的一種現象,指的是質量會導致時空扭曲,一切物質(包括光線)在經過被扭曲的時空時,移動的路徑也會隨著時空的扭曲而扭曲。其直觀表現就是“萬有引力現象”。

    換言之,按照廣義相對論的解釋,有質量物體之所以存在引力,正是由於時空被質量扭曲的緣故。

    時空會被質量“壓彎”▼

    時間膨脹效應和時空扭曲現象均已被現實所證實了,因而它們並不與現實相悖,恰恰相反,它們與現實完全相符。

    只不過,與現實相符跟與常識相符是兩碼事。因為人的感知是存在侷限性的,因而“常識”也是存在侷限性的,它並不是真正的現實。

    就比方說時間膨脹效應吧,在一架飛行的飛機上面,時間的流速會比地面上更慢,可是由於飛機的速度太慢了,時間差異遠遠不是人類能夠感知得到的,因此我們按照常識來理解,就覺得飛機和地面的時間是一樣的。

    然而事實上呢?

    1971年,美國物理學家哈菲爾(Joe Hafele) 與基廷(Richard Keating) 利用高精度的銫原子鐘做過一次實驗。他們讓兩架飛機各攜帶一部銫原子,分別朝東西兩個方向飛行,以驗證相對論的正確性,結果事實證明放在飛機上的銫原子鐘,的確比地面(美國海軍天文臺)的銫原子鐘走時更慢了。

    2005年,英國國家物理實驗室(NPL)又用更加精確的銫原子鐘做了一次類似的實驗,也得到了同樣的結果。可見時間膨脹效應是完全符合現實的——儘管很顛覆我們的常識。

    此外,這項實驗實際上也同時驗證了時空扭曲現象。因為地球公轉及自轉的緣故,背道而馳的兩架飛機會處於不同的時空扭曲環境中,因此向東飛行的飛機,時間流速比向西的飛機更慢一些。

    朝四個方向移動的時間差異▼

    上面提到的實驗已經足以證實時間膨脹效應和時空扭曲現象的正確性了,但現實還不止於此。

    GPS衛星的移動速度比飛機要快得多,距離地面的高度也比飛機大得多,因此受時空扭曲現象和時間膨脹效應的影響也更為顯著,假如放任不管,那麼時間流速的差異會導致每隔12小時便出現7米的定位偏差。

    而完美解決這一問題的方式,正是將相對論的計算程式編寫進GPS衛星中,讓它透過自動校調的方式來消除自身和地面時間的誤差。

    這一切都明明白白地證明了時間膨脹效應和時空扭曲現象的正確性,可是依然有不少人認為它們是錯誤的,因為它們完全違反了“常識”。

    這其實也沒什麼好奇怪的,畢竟很多人不知道科學家們已經在現實中無數次地驗證了它們,而自己又不具備親自驗證它們的條件,於是便“自作聰明”地依靠常識去斷定它們的對錯了——這便是心理學上所說的“鄧寧-克魯格效應”。

    能力欠缺的人在自己欠考慮的決定的基礎上得出錯誤結論,但是無法正確認識到自身的不足,辨別錯誤行為,是一種認知偏差現象。這些能力欠缺者們沉浸在自我營造的虛幻的優勢之中,常常高估自己的能力水平,卻無法客觀評價他人的能力。——鄧寧-克魯格效應。
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