科技前沿|时间膨胀是真实存在的：你的头比脚老得更快
几千年来，人类意识中对时间的默认概念都是“绝对时间” 。
然而，时间是相对的，因为引力和运动都会使时间膨胀 。
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氢原子中的电子跃迁，以及由此产生的光子的波长，展示了量子物理学中结合能的作用以及电子和质子之间的关系
无论你身处何方，无论你移动的速度有多快，也无论你周围的引力场有多强，你身上的任何时钟都会以相同的速度，一分一秒地记录着时间 。
对于任何一个单独的观察者而言，时间确实就是这样在不停地流动着 。然而，如果有两个不同的时钟，你就可以比较时间在不同条件下是如何流动的 。
如果一个时钟保持静止，而另一个快速移动，那么快速移动的时钟将比静止的时钟经历更短的时间：这就是狭义相对论中的时间膨胀现象 。
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当一个物体的运动速度接近发出光的光速时，它发出的光会根据观察者的位置而发生偏移
更加违反直觉的是，时间的相对流动还取决于两个地点之间空间扭曲程度的差异 。
在广义相对论中，这与特定位置的引力强度有关，意味着当你站起来时，你的脚和你的头实际上是在以不同的速度衰老 。
那么，这些现象背后的物理学原理是什么呢？
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回答这一问题的基础之一，便是普遍存在的物理学定律 。尽管宇宙的属性可能会随着时间、能量或所处位置而发生改变，但支配宇宙的规则和基本常数是保持不变的 。
在宇宙中的任何地方，氢原子都会在相同的能量下发生电子跃迁，它们发出的光量子与宇宙中任何其他的氢原子都是一样的 。
同样的道理也适用于离子跃迁、分子跃迁甚至核跃迁 。也就是说，物理学定律在任何时间和任何地点都是一样的，因此这些发射或吸收光子的跃迁总是在相同的能量下发生 。
然而，如果一个光子的发射体和一个光子的（潜在）吸收体不在同一时间和位置上，那它们所观察到的能量很有可能就不一致 。
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从6S轨道开始的原子跃迁（Delta_f1）定义了米、秒和光速
当物体相对运动时，会出现被称为多普勒效应的物理现象 。每当有急救车或消防车靠近或远离时，大多数人都会体验到多普勒效应，表现为鸣笛声的音调变化 。
简而言之，多普勒效应就是波源与观察者相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率不一致的现象 。
如果车辆正在接近你，那鸣笛声会变得更尖细（频率变高，波长变短）；如果车辆正远离你，那鸣笛声就会变得低沉（频率变低，波长变长） 。
对波动性的光而言，同样也会出现这种效应：如果光源和观察者彼此远离，则光谱会向更长的波长（红光方向）偏移，；而如果它们彼此相向运动，光谱就会向更短的波长（蓝光方向）偏移 。
现在，奇怪的事情来了：当你受到的引力场强度在不同位置间变化时，也应该会发生同样的效应——即使每个人都是静止的 。
正如光可以有多普勒红移和蓝移，引力也会有红移和蓝移 。
例如，如果从太阳发送一个光子到地球，由于太阳的引力场主导着太阳系，而且太阳附近的引力场强度比更远的地方更强，因此光子在从太阳到地球的过程中会失去能量（变得“更红”） 。
如果光子朝相反的方向移动，即从地球到太阳，那么光子将获得能量，颜色变得“更蓝” 。
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物理学家格伦·雷布卡正在哈佛大学杰斐逊塔的下端设置实验装置，同时给庞德教授打电话 。这就是著名的庞德-雷布卡实验
物理学界有许多怀疑论者，他们认为引力红移的概念是完全非物理的 。这一概念非常复杂地涉及到时钟运行的速率：
在任何时间间隔内经过特定位置的波峰数量决定了接收到的光频率；如果引力红移是真实的，那在不同强度的引力场中发射一个光子应该会导致可见的结果 。
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