第7章 空间和时间(2)[第1页/共4页]

牛顿活动定律使在空间中的绝对位置的看法寿终正寝。而相对论摆脱了绝对时候。考虑一对双生子。假定此中一个孩子去山顶上糊口，而另一个留在海平面，第一个将比第二个老得快些。如许，如果他们再次相会，一个会比另一个更老一些。在这个例子中，年纪的不同会非常小。但是，如果有一个孩子在以近于光速活动的航天飞船中作长途观光，这类不同就会大很多。当他返来时，他会比留在地球上另一个年青很多。这叫做双生子佯谬，但是，只是对于脑筋中仍有绝对时候看法的人而言，这才是佯谬。在相对论中并没有唯一的绝对时候，相反，每小我都有他本身的时候测度，这依靠于他在那边并如何活动。

在今后的几十年中，对空间和时候的这类新了解是对我们宇宙观的窜改。旧的宇宙观被新的宇宙观代替了。前者以为宇宙根基上是稳定的，它能够已经存在了无穷长的时候，并将永久持续存鄙人去；后者则以为宇宙在活动、在收缩，它仿佛开端于畴昔的某一个时候，并或许会在将来的某一个时候闭幕。这个窜改恰是下一章的内容。几年以后，它又是我研讨实际物理的起点。罗杰・彭罗斯和我证了然，爱因斯坦广义相对论意味着，宇宙必须有个开端，并且能够有个闭幕。

爱因斯坦提出了反动性的思惟，即引力不像其他种类的力，它只不过是时空不是平坦的这一究竟的成果，而早先人们假定时空是平坦的。在时空中的质量和能量的漫衍使它曲折或“翘曲”。像地球如许的物体并非因为称为引力的力使之沿着曲折轨道活动，相反，它沿着曲折空间中最靠近于直线途径的东西活动，这个东西称为测地线。一根测地线是邻近两点之间最短（或最长）的途径。比方，地球的大要是个曲折的二维空间。地球上的测地线称为大圆，是两点之间比来的路。因为测地线是两个机场之间的最短程，这恰是领航员叫飞翔员飞翔的航路。

对于给定的事件P，人们能够将宇宙中的其他事件分红三类。处置务P解缆由一个粒子或者波以即是或小于光速的速率行进能达到的那些事件称为属于P的将来。它们处于处置务P发射的收缩的光球面以内或之上。如许，因为没有任何东西比光行进得更快，以是在P所产生的东西只能影响在P的将来中的事件。

在普通环境下，要察看到这个效应非常困难，这是因为太阳的光芒使得人们不成能旁观天空上呈现在太阳四周的恒星。但是，在日蚀时便能够察看到，这时太阳的光芒被玉轮遮住了。因为第一次天下大战正在停止，爱因斯坦光偏折的预言不成能在1915年当即获得考证。直到1919年，一个英国的探险队从西非观察日蚀，证明光芒确切像实际所预言的那样被太阳偏折。此次英国人证明德国人的实际被喝彩为战后两国和好的巨大行动。具有讽刺意味的是，厥后人们查抄这回探险所拍的照片，发明其偏差和诡计测量的效应一样大。他们的测量纯属运气，或是已知他们所要得的成果的景象，这在科学上时有产生。但是，厥后的多次观察精确地证明了光偏折。

（这正如同看一架在非常多山的空中上空飞翔的飞机。固然它沿着三维空间的直线飞，它在二维的空中上的影子倒是沿着一条曲折的途径。）太阳的质量以如许的体例曲折时空，使得在四维的时空中地球固然沿着直线的途径，它却让我们看起来是沿着三维空间中的一个圆周轨道活动。究竟上，广义相对论和牛顿引力实际预言的行星轨道几近完整分歧。但是，对于水星，这颗离太阳比来，遭到引力效应最强，轨道被拉得相称长的行星，广义相对论预言其轨道椭圆的长轴应环绕着太阳以约莫每1万年1度的速率进动。固然这个效应如此藐小，但在1915年前即被重视到了，并被作为爱因斯坦实际的第一个考证。近年来，其他行星和牛顿实际预言的乃至更小的轨道偏差已被雷达测量到，并且发明和广义相对论的预言符合。