終極問題:相對的時間,我們該如何測量?
非常好的問題!你說的沒錯,如果你在宇宙形成初期坐上一艘接近光速的飛船,并在如今到達(dá),那么按照你所經(jīng)歷的時間來說,宇宙要年輕的多。
但當(dāng)我們觀測宇宙時,我們會發(fā)現(xiàn)宇宙四處都是同質(zhì)的,而且各向同性的。當(dāng)然如此各向同性只能在一定的參考范圍(宇宙背景微波全部都在同一方向)內(nèi)存在。如果你對于這個參考范圍進(jìn)行了運動,那么對于你來說宇宙背景微波會變得不對稱:宇宙微波會向著你移動的方向進(jìn)行藍(lán)移,并在反方向進(jìn)行紅移。
所以宇宙的年齡是用相對宇宙背景微波靜止(在鐘表的視角中,所有宇宙背景微波都有同樣的方向)的鐘表計時的。 ? ? ? ?

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結(jié)果地球距離如此的觀測范疇并不遠(yuǎn),像其他星系一樣,太陽系相對于宇宙背景微波得運動“只有”每秒幾百公里的速度。對于光速來說,這是一個非常小的速度,所以任何對于鐘表的影響都是很小的。所以我們可以從地球上測量宇宙的年齡,并且和在對于宇宙背景微波靜止的位置上測量出的數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生很大的誤差。
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來自:Forbes
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你說的沒錯。我們沒法確定宇宙的年齡,因為這個年齡取決于不變的光速,和紅移(星系之間彼此遠(yuǎn)離)的速率,而科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙紅移的速率并不是一個常數(shù),星系之間彼此遠(yuǎn)離的速率普遍在減緩。所以當(dāng)我們所用的所有標(biāo)準(zhǔn)都在變化,我們又怎么能測量宇宙的年齡呢?
但事實上我們不僅僅依靠光速和紅移的速率,我們還可以用放射性定年,但它本身也并不準(zhǔn)確。放射性定年依靠各種同位素的半衰期,比如氬氣和碳,這兩者都有很長的半衰期。這個程序需要做出很多假設(shè),例如我們所計算的半衰期是否準(zhǔn)確,輻射減小率是否是一個常數(shù),所取得樣品是否擁有同樣程度的放射性。在精準(zhǔn)程度上來說,這就像是用一把六英寸的格尺測量地球的周長一樣。最后得出的結(jié)果只是一個估計,然而放射性定年還是寫進(jìn)了教科書里好像他是準(zhǔn)確的事實一樣。
故事還沒完,愛因斯說時間和空間都是相對的,所以在大爆炸的情境之下,我們很容易就能理解不同天體運動的速度是不同的,所以時間的流逝也不同。但這些所謂的宇宙學(xué)家和天體力學(xué)家好像在猜測宇宙年齡的時候忽略了相對論,這還是科學(xué)嗎?
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來自:EarthSky
作者:Nikhil Panikkar
關(guān)于大爆炸的任何測量都不是絕對的。雖然所有觀測者都認(rèn)同大爆炸是可觀測宇宙中的第一個事件,他們所測量出的時長是不一樣的。
但有兩個實驗證明的事實可以幫助我們的宇宙學(xué)家:
星系在空間中移動的速度(每小時500-600公里)要比光速小得多。
宇宙膨脹的各向異性也非常?。ㄔ谑f之內(nèi))。
而這兩者都被宇宙背景微波證實了。
所以我們可以忽忽視觀測者不同的相對速度,以及在空間中稍微變化的位置。這和我們可以忽視經(jīng)典力學(xué)的影響有同樣的道理,因為和光速比較時非常小的速度和距離。但這不是說相對影響不存在。
所以當(dāng)我們討論宇宙學(xué)時,我們可以忽視相對影響,而將從大爆炸開始測量的時間當(dāng)做一個絕對值,這就是我們?nèi)绾斡嬎阌钪娴哪挲g。 ? ? ? ?

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但如果從一個純理論的角度來說,從大爆炸測量的時間不是絕對的。
另,宇宙微波背景所提提供的“絕對”值只在宇宙學(xué)的領(lǐng)域有效,因為之中的誤差有0.2億年!這個數(shù)據(jù)對其他學(xué)科沒有任何可取之處。
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來自:歐空局,宇宙微波背景
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作者:David Thomson
時間是不存在的,只有“當(dāng)下”是真實存在的。一切存在的東西只在當(dāng)下存在。沒有任何事物在一個看不到的未來或過去有物質(zhì)上的存在,而且事情一直都是這個樣子的。
當(dāng)你說時間是相對的時,你會傾向于相信時間真的存在。事實上,時間只是你對時間的理解。而你對時間的理解來自于“當(dāng)下”物質(zhì)的變化。
當(dāng)你在討論宇宙的“年齡”時,所討論的其實是你對宇宙年齡的理解,而不是真是的年齡。如果光子的速度是你理解時間的一個標(biāo)準(zhǔn),那么你不僅僅需要考慮光子的速度是相對的,還要考慮空間本身不均勻的分布。 ? ? ? ?

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廣義相對論說空間在質(zhì)量大的物體之間會彎曲,這意味著宇宙中的有些地方的空間比其他地方更密,有些更稀疏。光子穿過空間密集的區(qū)域需要花費更長的時間,反之亦然。只要我們能計算出出一個區(qū)域中的質(zhì)量,那么我們就可以知道空間彎曲的程度。而只要我們能計算出相對的速度,我們就可以知道多普勒效應(yīng)的程度。
用你最精準(zhǔn)的估計和物理知識,你對宇宙年齡的理解就能是一個合理的猜想,無論你的猜想是什么。在現(xiàn)實中,我們擁有的只有現(xiàn)在。
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? ? ?來自:哈勃
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作者: Victor T. Toth
FY: mjr
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