如GPS導航系統,就必須運用相對論時間膨脹效應公式調整高空衛星和地面時間,才能讓導航精準;在飛往星際的探測器上,同樣需要這種調整,才能到達目標。
在微觀粒子領域,由于其運動速度快,就更能驗證這種效應了。μ子是一種輕子,質量約為電子的207倍,在實驗室中μ子的平均壽命只有2.197μs,也就是0.000002197秒。當宇宙射線轟擊大氣層時,會有一定量的μ子產生,但由于其壽命太短,理論上是無法到達地球表面的。
但事實上,科學家們還是在地球表面檢測出了許多μ子留下的痕跡,這是為什麼呢?其實就是由于μ子速度接近光速,時間膨脹效應讓其壽命大大延長,它們才能夠到達地球表面留下痕跡。
另一個例子是廣義相對論的時空彎曲理論,就是在質量作用下會導致時空彎曲,質量越大時空彎曲得越厲害,光線也會順著彎曲的時空前行。
隨后,廣義相對論的理論預言一個個被證實,如黑洞被發現,就是時空彎曲達到無限曲率的例子;還有著名的水星近日點進動問題,也符合理論預期;引力透鏡、引力波、引力紅移、引力時間膨脹效應等等相繼被發現和驗證,都證明了無論距離我們多遠,宇宙天體都受到這個規律控制。
2、現在的化學周期表上有118種元素,其中自然界存在92種,人造元素26種,這118種元素在宇宙任何地方都適用。現在人類的探測器已經到達過太陽系所有行星,還到過一些矮行星和衛星,通過分析那里的大氣和地質狀況,不外乎都是由這些元素組成。
人類的探測器雖然還無法飛到太陽系以外,但望遠鏡已經能夠看到距離我們135億光年的地方,也就是135億年前的宇宙,那時還是宇宙剛誕生不久,通過光譜分析,宇宙所有能見天體也是由已經發現的這些元素組成。
為什麼人類能夠通過觀測,得到遙遠物質的成分呢?這是因為科學家們可以在實驗室模擬各種宇宙環境,如在強子對撞機中得到10萬億度的高溫,模擬了宇宙大爆炸萬億分之一秒時的狀態;也能夠在實驗室得到各種元素在不同環境溫度下的光譜標準,就可以套用在對遙遠距離天體的觀測上。
3、地球演化和生命進化,也受到宇宙大環境的制約。人類在地球上發現的任何事物或規律,都不是地球上孤立存在的,而是與宇宙演化這個大環境息息相關,并受到其制約。因此現在研究的地球構造、環境氣候、生命起源與進化等所有學科,都不能不與宇宙演化結合起來。
現代宇宙標準模型認為,宇宙誕生于138億年前,太陽系誕生于46億年前,地球隨著太陽系同時誕生,生命在40億年前左右出現,生命從最原始的原核單細胞,分化進化到如今千姿百態的動物、植物、微生物物種,每一步滅絕和再生,都與太陽系的運動導致地球環境變化有關。
所以,地球上發現的一切規律,都是宇宙規律的一環,當然就能在整個宇宙適用了。
代表者: 土屋千冬
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