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时间在加快吗?是什么导致时间加快的?

未知 | 感谢水木长龙探索科学宇宙投递 2021-07-24 276

时间究竟是个什么东西?哲学家说:它是宇宙三维世界万物演变发展离不开的灵魂;艺术家说:它是宇宙中衡量万物“真善美”的精准天平;心理学家说:它只存在人们的意识中,无所谓有和无;物理学家说:它是度量宇宙中一切大小事物发展变化的隐形标尺……

水木之前的文章也多有时间的探讨,但无论是从宏观角度,还是从微观角度,留给读者的多是思考,今天水木就用天体物理学的知识实际分析一下时间究竟是在变快还是变慢,以及变快还是变慢的根本原因。

如果做个统计的话,80%的人都会说「时间变快了」。那么,这种感觉究竟对不对呢?

我们知道,一天的时间是根据地球自转一周来计算的。一天时间的长短是根据地球自转一周的快慢来衡量的。而根据“古生物钟”的研究,地球的自转周期并不是稳定的,而是在不断地变长,也就是说地球的自转速度在逐渐地减慢。据研究统计:地球在4亿多年前的奥陶纪,公转一周时会自转412天的时间;而到3亿年前的中泥盆纪,公转一周时会自转398天的时间;到亿年前的晚石炭纪,公转一周自转385天;到6500万年前公转一周自转376天;而现在地球公转一周会自转365.25天。

根据统计,很明显,地球的自转周期正在变长,自转速度正在变慢。也就是说:地球上一天的时间貌似变长了。既然如此,是否地球时间实际上就是变慢了呢?

接下来我们先用爱因斯坦的狭义相对论进行分析。

根据爱因斯坦的狭义相对论,物体的运动会产生时间膨胀效应,这种效应的大小受物体本身运动速度快慢的影响。物体本身运动速度越快,影响到的时间膨胀效应就会越明显。因为一般物体的运动速度,与光速相比基本可以忽略不计,只有速度接近光速时时间膨胀效应才能明显表现出来,所以一般物体的运动速度引起的时间膨胀效应也是微乎其微的,虽然很小,小到可以忽略不计,但却是的确存在。

地球自转的线速度赤道处最快,现在是1670km/h,约464m/s,而光速约为3x10^8m/s,即使将地球自转速度提速到每小时自转一周,赤道处线速度约为40000÷3600≈11km/s,远不及光速,引起的时间膨胀效应也是微乎其微,完全感觉不到的;如果提速到每分钟自转一周,赤道处的线速度为40000÷60≈667km/s,与光速依然相差3个数量级,还是无法明显感觉到时间膨胀效应;那么,提速到每秒一圈呢?这时地球赤道处线速度将变为4x10^7m/s,与光速只差一个数量级,这时就会感觉到时间变慢的膨胀效应。当然,如果地球以这样的速度旋转,早就散架了,更不用说有生命的存在。

所以,地球的自转周期在逐渐变长,自转速度在逐渐变慢,根据爱因斯坦的狭义相对论,引起的时间膨胀效应应该是:时间在变快。只是引起的这种时间膨胀效应微乎其微,完全可以忽略不计。

可是,地球从4亿多年前的奥陶纪,公转一周自转412天的时间,变成了如今公转一周自转365.25天的时间,而我们一天的时间是按照早上太阳升出地平线到再次升出地平线之前的那一刻之间的时间间隔计算的,并将一天时间划分为24小时。现在地球自转变慢了,相应的一天时间不是应该变长了吗?更何况,根据爱因斯坦的狭义相对论,即使会有很小的时间加快效应,但实在太微小了,完全可以忽略不计。那么,为什么绝大多数人还是明显地感觉到时间在加快浓缩的呢?

这里,有一个关键点,是绝大多数人都忽略掉的,那就是:地球的公转速度。它与地球的自转速度形成的时间天数其实是相互联系的。分为四种情况:

第一种情况:如果地球自转速度在逐渐变慢,而公转速度(此处和以下指公转一圈的平均速度)不变的话,那么,地球公转一周,自转的圈数就会变少;

第二种情况:如果地球自转速度在逐渐变慢或不变,而公转速度在逐渐变快的话,那么,地球公转一周,自转的圈数必定变少;

第三种情况:如果地球自转速度在逐渐变快,公转速度在逐渐变慢,那么,地球公转一周,自转的圈数必定会增多,此种情况针对目前地球的自转速度统计研究,可以排除;

第四种情况:如果地球自转速度在逐渐变快,而公转速度也在逐渐变快,那么,地球公转一周,自转的圈数可能不变,也可能变多,还可能变少,取决于自转与公转速度差的平衡点。

第五种情况:如果地球自转速度在逐渐变慢,而公转速度也在逐渐变慢,那么,地球公转一周,自转的圈数同样可能不变,也可能变多,还可能变少,同样是取决于自转与公转速度差的平衡点。

所以,有时候人们说「今年提前或晚了点时间到达近日点或远日点」,就以为地球公转速度变快或变慢了,其实是不正确的,因为参照的是地球上的自转周期时间,而自转周期时间其实也在变化,所以可能所谓的提前或晚点都是错误的感觉,或许根本没有提前也没有晚点,也或许实际情况与感觉完全是相反的。

所以,“古生物钟”的研究统计,可能是第一、第二、第四、第五情况中的某一种情况。但究竟会是哪一种呢?如果根据现在大部分人的感觉——时间在飞速浓缩加快的话,那么,就有可能是第四种情况的第三种状况:地球自转在变快,地球公转也在变快,而且自转与公转速度差要小于两者的平衡点,也就是说公转每年增加的速率要大于自转增加的速率。

今天的分享就到这里,感谢对水木的支持。

本篇文章「水木长龙」原创,转载标明出处,谢谢(18-03-21)!


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