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重新考虑时空性质的时间和空间概念-欧洲杯买球官网

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人气:8029发表时间:2021-05-13【
本文摘要:欧洲杯买球官网,欧洲杯下注官网,近日,波兰华沙大学和英国诺丁汉大学的理论物理学家提出,当我们测量大的加速度时,没有什么手表可以显示真正的时间,也就是理论上的正确时间。研究人员在最近的经典和量子引力杂志上发表论文,在有很大加速度的运动系统中,理想的时钟只是为了方便而虚构的,基本原理上不能制作能够正确检测时间的时钟。

科学技术的发展使时间的计量越来越准确,人们能完全正确地计量时间吗?答案可能很沮丧。有科学家建议——无论何时何地,时间总能正确测量吗?答案可能不仅会让手表厂家感到沮丧,还会让我们重新考虑时空的性质。

近日,波兰华沙大学和英国诺丁汉大学的理论物理学家提出,当我们测量大的加速度时,没有什么手表可以显示真正的时间,也就是理论上的正确时间。研究人员在最近的经典和量子引力杂志上发表论文,在有很大加速度的运动系统中,理想的时钟只是为了方便而虚构的,基本原理上不能制作能够正确检测时间的时钟。华沙大学物理系安德杰伊德拉甘说:无论是狭义相对论还是广义相对论,总是建立理想的时钟,正确测量系统的时间流动,无论该系统是静止、均速运动还是加速运动。

事实上,这种简化的假设与大型加速运动有关时无效。混乱的基本钟最简单的钟是微子等不稳定的基本粒子。μ子的性质与电子类似,但质量是电子的200倍以上。地球上的μ子通常来自宇宙射线,即宇宙中的高能粒子流。

μ子不稳定,通常衰退为电子、μ中微子和电子反中微子。其静止寿命为2.2微秒,按光速计算只能飞660米。

但事实上,当它以近光速飞行时,它的使用寿命从地面长到足以从宇宙进入数千米的地下。这是着名的钟慢效应:μ子运动越快,实验者看到衰退的可能性就越小。

所以速度会影响钟表的计时。华沙大学和诺丁汉大学理论物理学家研究了直线加速运动的不稳定颗粒,他们分析的要点是加拿大物理学家威廉盎鲁1976年提出的盎鲁效应。德拉甘说:粒子与观察者之间并不完全独立,这与人们的直觉矛盾。

观察者

例如,多普勒效果是从运动光源中发出的光子,对于向光源的观察者来说是蓝色的,对于偏离光源的观察者来说是红色的。盎鲁的效果有点相似,但在一些空间区域,非加速运动的观察者认为是量子场的真空,加速运动的观察者认为有很多粒子。

盎鲁效应方程描述的是,量子场能看到的颗粒数量取决于观察者的加速度,加速度越大,能看到的颗粒数越多。这些不惯性的效果可能是由观察者的运动引起的,但其根源仍然是重力场。

值得一提的是,盎鲁效应与霍金辐射黑洞发出的辐射也非常相似。据研究人员分析,基本时钟不稳定颗粒的衰退是与其他量子场相互作用的结果,即颗粒留在真空中时,其衰退的节奏和周围与其交流的其他颗粒不同。因此,在加速度大的系统中,由于盎鲁效应,颗粒多,颗粒的平均衰减时间变化。德拉甘说:根据我们的计算,超过某个大的加速值后,基本粒子的衰退会产生时间上的混乱,如果这种混乱会影响微子这样的基本时钟,就会混乱在量子场论上建立的其他装置。

因此,完全正确测量正确的时间是不可能的。因此,进一步推测不能正确检测时间,也不能正确检测距离。重新考虑时空性质的时间和空间概念在这里失去了传统意义,假设的量子引力理论开始发挥重要作用,预测了特殊现象。科学家认为,这也是邻近最初大爆炸时的必要条件。

德拉甘说:我们在论文中指出了测量时间和空间引起的问题,但实际上没有必要大爆炸这一极端条件。即使在现在的宇宙中,如果想检查有很大加速度的系统,时间和空间也很可能因为无法正确检查而结束。这些发现意味着,只要加速足够大,任何基于时间和空间概念的理论都不再适用。

这带来了一个有趣的问题。如果不能在极端加速系统中制作正确的时钟,只有检查方法的缺陷吗?还是时间本身就有问题不能正确测量这个性质是否有物理意义在现代实验中,加速器能给颗粒的加速度比上世纪70年代高几个数量。今天,我们应该能够通过实验看到盎鲁效应,加速度引起的颗粒衰变时间的变化也应该能够看到。

因此,物理学家对理想时钟的判断将很快得到验证。德拉甘说:如果我们的预测被实验证明,人们必须开始重新认识与时空有关的很多事情,比如时间和计量方法。


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