爱因斯坦理论，只要地球质量变大，就可以让时间变慢，感觉更长寿

在之前的话题中，每当我们提到爱因斯坦广义相对论的时候，经常会告诉大家：如果一个天体的质量越大，那么在它周围的时间则会变得越慢。

这到底是怎么回事呢？由这一个理论，大家是否思考过一个问题？如果我们的地球质量突然变大了，那么是不是也就意味着我们在地球上的时间会变慢？

或者说在未来的一段时间里，我们人类的科技发达了，我们可以移民到一个质量更大的天体上去生活。那么是不是也就意味着我们到了那个星球的话，时间也会变得越慢，从而造成我们人的寿命感觉会变长？

大家好，今天我们来聊爱因斯坦的广义相对论，一起来揭秘爱因斯坦口中所说的质量越大，时间越慢。到底是什么原因造成的？他为什么会说我们所处的这个时空是弯曲的时空？

还是老规矩，点赞关注，安排上，我们开始今天的话题。可能观看视频的大家也有一部分没有接触过中学物理基础的朋友们，我尽可能以最直观，最简单的例子来给大家揭示今天的话题内容。

时空为什么会弯曲？我们首先从牛顿的万有引力说起。

引力是物理学中的基本力。不管是当初从树上掉下来一个苹果砸到牛顿头上的例子也好，还是是大质量的天体，月亮绕着地球旋转也罢。都离不开引力的作用。

而正是由于引力的出现，才造成了宏观物体可以相互靠近的现象。可能学习过万有引力的同学们都会认为，引力的大小是由一个物体的质量决定的，当一个物体的质量越大时，那么它的引力则会越强。

其实在牛顿的经典力学里，确实是这样认为的。也可以这样理解，因为毕竟牛顿所提出的一系列引力公式，它可以计算出砸在牛顿头上的苹果的速度是多少，也可以计算出在任何一个时刻点苹果的位置会运动到哪里。

而对于大质量的天体，同样也是如此，牛顿也依然可以计算出天体在不同的时刻运动的速度以及运动到达的位置。所以在牛顿的经典力学诞生的那一段时间，可以说是轰动整个世界。在之前的社会，老百姓还是信奉神学的。

而牛顿的出现，打破了大家传统的认知。他告诉大家，可以用科学来解释自然界，甚至可以预测自然界。更有甚者在后来给出大胆的言论，说人类在未来的几百年以后，可能会发现一个公式，这一个公式可以计算出世界万物所有的一切规律，包括人类的命运。

由此我们也可以看出，牛顿的经典力学在当时那一个时间段的影响力究竟有多大。但是我们仔细思考，引力它也并非是一种真实的力。为什么会这样说呢？给大家举一个简单的例子。我们就拿卫星降落地球说起。如果引力是一种真实存在的力，那么当一个卫星降落地球表面的时候，大家想一下会是什么样的情况？

它一定会垂直地落向地心。

但是现实却并非如此，当一个卫星降落地球表面的时候，它会随着地球的自转，降落的轨迹也在发生一定角度的偏差。

还有一个例子。就是水星绕太阳运动的轨道。从科学家的观测数据中发现，水星绕太阳旋转的轨道会随着时间的推移，发生一定角度的偏离，改变轨道的方向。

我们首先不去考虑轨道为什么会改变方向的原因。大家思考一下，如果引力是一种真实的力，那么牛顿就可以依照他所提出的一系列引力公式，计算出金星轨道的偏离数据到底是多少？

然而，现实也并非如此。牛顿他并不能精确地计算出数据。

所以由此我们可以怀疑，牛顿所提出的引力并不是完全靠物体的质量而产生吸引力的现象。而是由于时空弯曲造成的一种假象而已。

广义相对论最基本的理念就是等效原理。现在我们让大家一起来做一个思想实验。大家试想一下，现在我们正处在一个完全空旷的宇宙里。并且在周围的几十光年之内，不存在任何物质任何星体。

言外之意就是要忽略任何星球对我们这一次思想实验的引力干扰。

然后，把一个志愿者装在一个密闭的箱子内部，并且让他手里拿着一个篮球。此时处在箱子里面的人，就会感觉到一种完全失重的状态。如果让他释放手中的篮球，那么他就会看到他手中的篮球，依然还是会漂浮在原来的位置。

在箱子的底部，有一个类似火箭推进器的引擎装置，一声令下，这个推进器的装置被启动，他以固定的加速度a向上推进整个箱子运动。

那么大家想象一下，此刻，处在箱子内部的小人。他会有一种什么样的感受？他会感觉到箱子的底部有一种力在向下拉着他，并且手中的小球也不再是之前的悬浮状态，而是以加速度a的状态向下加速运动。

我们大家都知道，在我们地球表面的加速度是9.8m，每二次方秒。

如果这个火箭推进器给出的向上的加速度，同样也是9.8m，每二次方秒。那么此时处在箱子内部的小人，他所感受到的，和地球表面所感受到的一模一样。

他此时此刻认为的箱子底部向下拉他的力，就是地球表面拉他的引力，也就是当他处在地球表面时，他自己的重力，并且他还可以看到篮球降落的状态和在地球表面时候自由落体的状态是一模一样的。

所以当这个加速度相同的时候，处在这个不透明箱子里面的小人，他是完全无法区分自己到底是处在宇宙里，还是处在地球表面。箱子里面的人可能会认为自己已经站到了地球上，他所感受到的拉力就是地球的引力。

而如果在箱子外面有一个旁观者观察到这一幕的话，那么站在箱子外面的这个人，就会看到他真实的状态。旁观者会看到箱子里面的小人和篮球并没有动，也并没有在地球上。

这一系列的状态其实都是在箱子底部的推进器在做文章而已。如果把引擎关掉了，那么此时箱子内部的所有物体，将再一次进入失重状态。

同样还是这个箱子内部的小人，我们再来做一个思想实验。此时的推进器并未打开，箱子内部的小人手里拿着一个手电筒，他打开手电筒，将光线打在箱子右侧的中心点。

一声令下，箱子底部的推进器被启动。他再一次拿起了手电筒，朝着中心点原来的位置发射出光线。

此时我们大家再来思考，这时候由于箱子底部有一个向上的加速度a，所以在箱子里面的小人，他会看到。光线并没有打到上一次中心点的位置，而是打到了中心点的下方。所以小人看到的光线，是一条弯曲的光线。

同样，在箱子外面，也有一个旁观者。在旁观者的角度来看的话，光线并没有弯曲。旁观者接收到的视觉信息是？光线还是一条直线，只不过是箱子的底部正以固定的加速度a在接近这一条光线。

那么这时候大家可能会产生一个疑问。到底是箱子内部的人看到的正确，还是箱子外面的旁观者看到的正确？同一个实验怎么会出现两种结果？其实如果按照爱因斯坦的广义相对论来分析的话，两者都是正确的。

由于推进器给出一个加速度的作用。出现在箱子里面的小人会感觉自己在地球上，而在外面的旁观者则会清楚地看到箱子里面的小人是受到了加速度推进器的戏弄。

这样一来，箱子里面的小人，就很难区分清楚是引力还是加速度。所以按照广义相对论来理解的话，此时的引力就完全可以等效成加速度。质量越大的星球。它可以等效成的加速度也就越大，引力也就越大。

那么为什么会说质量越大的天体，它的时间会变得越慢呢？我们拿这个密闭的箱子里面的小人，第二个实验举个例子来说明。

同样一个实验，在箱子里面的小人看到的光线是弯曲的，在箱子外面的旁观者看到的却是一条直线。根据爱因斯坦的光速不变理论，我们可以计算出来。时间等于光线走过的路径除以光的速度。速度不变，弯曲光线的路径变大，那么在箱子里面的小人，他所感受到的时间就会变大。

从而就会造成时间变慢的一种错觉。

我们刚才提到，一个天体的质量越大，它的引力所等效的加速度也就越大。反之，加速度越大，也就代表着这个天体的质量越大。

如果给这个箱子底部的推进器加速度再增加一倍，那么在箱子内部的小人所看到的光线弯曲的程度则会更大，光线走过的路径也会更大，从而用公式计算出来时间的结果也会变得更大。这时候处在箱子内部的小人，相对于旁观者这个参考系的时间，就会变得更慢一些。

这就是我们今天的话题所说的质量越大的天体，时间会变得越慢的根本原因。

一块在宇宙中做匀速直线运动的陨石。

当它在靠近地球的时候，它会受到地球的引力，改变它原有的直线运动。路径变成了一条弯曲有弧度的路径。

质量越大的天体，等效出来的加速度也就越大。改变物体运动轨迹的弧度也就越大。这也就是我们所说的。一个天体的质量越大，它周围的空间和时间弯曲的程度也就越大，一个物体运动过来的路径也就越长，从而造成了它周围的时间变得越慢。

由此我们引出来一个问题，如果我们的地球质量变大了，或者说在未来的某一天，我们的科技发达了，我们可以移居到一个质量更大的星球上，那么我们人类会不会感觉到自己的时间变慢了？在寿命不变的前提下，我们是不是就会感觉自己会活得更久？

好了，本期话题就到这里了，大家对于时间变慢有什么样的看法呢？欢迎大家在评论区留言讨论，我们下期再会。