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2002 年 4 月 17 日

時間特展 (97) : 星空中的時間： 星球周圍的時間問題
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 物質的分布形成了時空的彎曲 : 1911 年，愛因斯坦發表「廣義相對論」，闡述重力（就是牛頓所提的「萬有引力」）的本質是導因於物質的分布而彎曲了鄰近的「時間─空間」結構。當另一物質在此凹陷彎曲的時空結構中運行時，它的行進行為、路徑正如被凹陷彎曲時空中的物質吸引般的偏折，甚至陷入其中。
換言之，宇宙中像星體般的巨大質量，附近空間會形成巨大彎曲，當鄰近的物質接近而陷進彎曲的空間時，正可以解釋為什麼有一種稱為重力的力量會吸引鄰近的物質。物體在外太空中前進，除非進入行星或恆星的重力場所形成的時空彎曲範圍內，否則它將永遠循直線運行。物體以高速前進時，若受重力場影響，將會偏離原路徑。當物體以低速接近此星體時，將會被牽引成橢圓軌道而繞此星球運行。更慢的物體靠近時，則可能會直接撞擊這星體。
為了驗證愛因斯坦廣義相對論中所述「時空是隨著物質的分布而彎曲」的正確性，他甚至推斷光經過強大的重力吸引也會有偏折的現象發生。一群科學家在 1916 年一次日食的前夕，拍攝了一組夜晚的群星相片，次日在逢日全食的時候，在同一地又拍攝這組群星相片。比較之下正如愛因斯坦廣義相對論假想實驗之預測，發現第二張照片的星星位置已經移動了。也就是說，原本以為日食時無法見到當時太陽後面所掩住的星光，但照片所呈現日食當時仍觀測到了這顆星星，照片上顯示觀測當時星星有偏離原來位置的現象，驗證了「時空是隨著物質的分布而彎曲」的論點。換言之，從重力能使光的行進路徑產生偏折的觀測中，知道物質附近的「時間─空間」結構是彎曲的。　　　　　　　

明日主題 : 時間特展 (98) : 星空中的時間： 是否有時光的隧道 ?

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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