物理學家發現更多時間不存在的證據!

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時間的影響。

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儘管我們認為時間是怪異的,宇宙並沒有一個主時鐘在運行,使得我們有可能根據我們的移動或多少重力在拉我們,來體驗時間的不一致。

現在物理學家結合了兩個重要的物理學理論,結論出時間不僅不是普遍一致的,而且任何用來測量時間的時鐘,將會模糊圍繞時間周圍的時間流。

別擔心,這並不意味著你的掛鐘會讓你老化更快。我們正在這裡討論有關高度準確實驗的計時器,例如原子鐘

來自瑞士維也納大學(University of Vienna)奧地利科學院(Austrian Academy of Sciences)的物理學家團隊,應用量子力學和廣義相對論來主張,在相同的空間中,提升對時鐘的測量準確度,也會增加它們對時間的扭曲。

讓我們退回片刻,並以簡單的術語來考慮物理學家已經知道的事物。

量子力學在描述非常微小規模的宇宙,是極為有用的;例如次原子粒子以及在短距離上的力。

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可能是和數學支持量子力學一樣的準確和極為有用,對於我們的日常經驗,量子力學使得預測似乎是相反的。

一個這樣的預測稱為海森堡測不準原理(Heisenberg’s uncertainty principle)。這個原理假設當知道一件事的準確度增加時,互補變數(complementary variable)的測量會變得不太準確。

例如,您越是在時間和空間中準確定位出一個物體的位置,關於它的動量,你能確定的就越小。

這不是一個夠聰明或有更好設備的問題,宇宙從根本上是這樣運行的。由於位置和動量的’不確定性’平衡,電子不會撞到質子

另一種思考它的方式是:具有超準確位置的物體,需要我們考量越來越多荒謬數量的能量。

應用到一個假設的時鐘,時鐘上的秒分流分率(splitting fraction),使得我們不太確定時鐘的能量。

這就是廣義相對論起作用的地方 廣義相對論是物理學另一個高度可信的理論,只有這一次,巨大天體如何在遠處相互影響,它的解釋是最有用的。

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由於愛因斯坦的研究成果,我們了解在質量和能量之間有一個等價關係,使得方程式(對於靜止物體)能量=質量×光速平方(或E=mc^2)變得聞名於世。

我們還知道時間和空間是相連的,而且這個時空能夠被影響,就好像它不僅僅是一個空盒子。質量和能量能夠’彎曲’它。

這就是為什麼我們看到很酷的東西,像是重力透鏡(gravitational lensing)。在那裡巨大的天體,例如星星和黑洞,把空間凹陷太多,使得光可以直線行駛,然而在重力透鏡附近彎曲。

這也意味著質量可以經由名為重力時間膨脹(gravitational time dilation)的現象來影響時間。在那裡,越靠近重力源,時間看起來跑得越慢。

不幸的是,雖然實驗支持這些理論,但它們通常不會好好地在一起發揮作用,迫使物理學家來考慮一個新的理論,允許它們在相同的時間是正確的。

與此同時,繼續了解這兩種理論如何描述相同的現象是很重要的,例如時間。這是這份新論文所做的。

在這種情況下,物理學家更詳細地假設測量時間的行為需要增加能量的可能性,反而使得任何緊靠計時裝置的測量變得不準確。

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研究員Esteban Castro說:「我們的研究結果顯示,當量子力學和廣義相對論被考慮時,我們需要重新檢視有關時間本質的想法。」

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那麼這會如何影響我們的日常運作呢?如同很多的理論物理學,或許一點也不多。

雖然量子力學技巧性地應用到’大的’東西,但是不要擔心,設定馬錶來讀取秒分流將不會打開在你手腕上的蟲洞。比起目前在發展的,這些研究成果只會對更先進的高準度時鐘實驗變得有意義。

但是,充分了解這些計時器是如何運作,至少在理論上,最終將有助於我們更佳了解周圍的宇宙。或許有一天,領會到時間本身的本質。

這項研究發表在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)

「語音合成由賽微科技提供」

來源:ScienceAlert