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来源: 科学人 作者: 

我们常说这个表不准，或是那个钟不准，表示在我们的现实生活中，时间有一个绝对的参考标准，这个标准通常可以用原子钟来规范。在传统的物理中，时间的快慢也只有一个标准，和重力的大小扯不上关系，然而在爱因斯坦於20世纪初提出「相对论」後，一切都改观了。

广义相对论的主要内涵可以用「爱因斯坦方程式」来表述，就像牛顿第二运动定律可以用F＝ma来表述一样。牛顿的式子中，用等号（＝）连结了「力」（F）和「加速度」（a）这两个物理观念，然而爱因斯坦方程式则是用等号连结了「时空的结构」和「空间中能量的分布」两个物理观念，也就是：

时空的结构＝空间中能量的分布

爱因斯坦把传统物理中的「重力」概念解释成一种「时空结构扭曲」的自然现象，而这个扭曲程度的大小（也就是重力表现的大小；即上式的左手边），则由空间中能量「不均匀」分布的程度（即上式的右手边）来决定。能量越是不均匀分布，则时空结构就越扭曲，其所表现出来的重力现象也就越大，同时这个「时、空」扭曲也会让时间的流逝变慢。所以用物理的因果逻辑来解释，严格而言并不能说是「重力影响了时间流逝的快慢」，而是说「空间中由於能量的不均匀分布（例如脚下的地球就是极大质量聚集在一起的表徵），造成了时空结构的扭曲，而这个扭曲所表现出来的，一个是重力的产生（例如地球的重力），另一个则是时间流逝的变慢」。时空扭曲越厉害的地方，不但表现出来的重力越大，其时间的流逝也越慢！

了解这点以後，我们就可以用上面的式子来解释黑洞。黑洞其实就是能量分布极度不均匀（集中在其中心）所造成的一个物理现象，根据上式，它会造成时空结构的极度扭曲，让其附近的光的路径都扭曲指向黑洞的中心，致使光子无论如何都无法逃离，而形成「黑」洞。如之前所说，这个时空扭曲也会让时间的流逝变慢，然而这所谓的「变慢」，是对极远处一个不受重力的观测者而言。

试想，站在一个离黑洞很远的地方观察一艘太空船驶入黑洞中，观测者会看到太空船在接近黑洞边缘（称为事件视界）的同时，其中的太空人动作会无止尽地慢下来，太空船内所挂的钟也会无止尽地慢下来而趋完全静止，那是因为太空船受到极大的时空扭曲，致使它的时间流逝比身处无时空扭曲之观测者的时间为慢。如果太空船到达黑洞边缘的话，则观测者会看到它的时间完全静止。反观就太空船里的人而言，在太空船渐渐接近黑洞时，他会发现外面远处的观测者动作渐渐变快，就像是录影带影片的快转播放一般。因此太空人并不自觉时间变慢，而是远处的观察者看到他的时间变慢。所以这个太空人如果自觉花了一星期绕行黑洞外围一圈，而且很幸运地没被它吞噬，那麽等他再回到远处的观测者处时，有可能会发现观测者所在地的时间实际上已经过了一亿年！

总而言之，当我们感受到有越「大」重力存在的地方，表示该处的时空结构扭曲就越厉害，其时间也就过得越「慢」。举一反三，十层楼房中的一楼，与地心的距离比顶楼近，所以重力较大，因此时间也就过得比顶楼慢。所以你如果要活得比别人久，记得要住一楼不要住顶楼，因为一楼的时间过得比较慢！至於一辈子住下来可以多活多久，依据爱因斯坦的广义相对论来推估，你可以多活一微秒！

关键词: 时间时空