什么是时空弯曲？时空弯曲是如何被证实的？

Answer 1

在宇宙中，“时间”和“空间”是两个独立存在的概念，但是这两者又可以共同构成“时空”。而爱因斯坦在自己的相对论观点阐述中，又提出了“时空弯曲”的概念与猜想。

时空弯曲

时空弯曲就同时包含了时间和空间，“空间”我们能够理解，无非就是一个客观存在的物质形态，如果物质形态发生弯曲，这还在合理的想象之内；但是“时间”只是一个抽象的概念，抽象的概念发生弯曲？这样看起来似乎很荒唐。该怎么理解？

弯曲时空（Flection timespace） 是指在爱因斯坦的广义相对论中，由于有物质的存在，空间和时间（时空）会发生弯曲，时空弯曲的是质量（能量）造成的结果，万有引力是时空弯曲的表现。

我们可以借助外力，让一根棍子或者一张纸发生弯曲，从这方面来看，“弯曲”是一个物理方面的常用词。

弯曲程度的大小就取决于这个物质发生弯曲的半径长度，半径越短，其弯曲程度越强；半径越长，其弯曲程度就越接近一个直线。比如一颗篮球和地球的差别。

通常情况下，我们一般认为光的行走轨迹是直线运动，然而在宇宙中存在这样一种异常的情况：当太阳的光线经过遥远的恒星的时候，会产生偏折。

也就是说光不是走直线传播的轨道，而是会根据引力的方向变化而发生改变。而“时空弯曲”，就包括了时间和空间的弯曲。前面我们已经提出过问题：物理弯曲可以理解，但时间弯曲又该怎么形成？

时间弯曲

时间（Time）是物质的永恒运动、变化的持续性、顺序性的表现，包含时刻和时段两个概念。

时间是一个抽象的概念，它是不可见的，却又无所不在。我们一般认为，在宇宙诞生之前（或者说宇宙大爆炸之前），“时间”并不存在；并且时间是一直向前传递的。

人类一般用钟表的形式来测量时间的变化，而在地球上，我们常以分、时、日、月、年等单位来计算地球上发生的每一次改变。比如地球的自转周期是一天，而公转则需要一年。但是这里说到时间发生弯曲，是什么概念？

时间弯曲一般都是跟随着空间弯曲而存在的。当某个物体因为强大的引力场作用，以接近光速的速度进行运动的时候，时间也会一起发生一些变化。

而时间不是一个客观存在的物质概念，因此 “时间弯曲”并不是指客观形状上的扭曲，而是代表在时间的差距上所导致的空间弯曲， 也就是我们所理解的“时空扭曲”，或者也可以理解成时空错乱。

在宇宙中，所有物质都存在质量上的的差异，而这些质量的差异会导致引力大小的不同。

一般来说， 引力作用越大的物质，其时间的流失也越来越慢，因此对时间的扭曲程度也就越强。 这也是科学家们认为在黑洞中可以穿越时空的主要原因之一。

引力弯曲

刚刚我们已经说到，在宇宙中存在 “光不沿直线传播” 的情况。也就是，因为星系或者某个天体的引力作用下，光线到达其周围后发生偏折。

爱因斯坦利用数学原理，指出 物体周围的空间、时间都可以发生弯曲。而在物体的质量非常庞大的情况下（比如黑洞），其引力作用也就会越强， 可能会让从它旁边经过的任何事物出现路径改变的现象，这其中 还包括“光” 。这种被扯偏移的现象被叫作 “时空曲率” 。

在广义相对论中，爱因斯坦将物质的存在称为 “引力场” ，这个引力场正是造成时空弯曲的最主要原因。 而在宇宙当中引力无处不在，因此宇宙中的光线从来都不是走直线的。

但是 引力从何处来，它真的存在吗？ 这是爱因斯坦新提出的问题。

不管是一只羽毛还是一个铁球， 在真空的环境下只要给予同样的初始速度，引力作用下的轨道就会完全重合。

因此，爱因斯坦认为引力并不存在，而是另一个“力”施加的作用导致了物体运动轨迹的变化，而这个力的大小和物质的质量成正比，也就提出了著名的 “时空弯曲效应” 。但是该怎么证明时空弯曲的存在呢？

时空弯曲存在的合理性

我们常常在一些科幻电影中，看到类似于时空穿梭的情节，但要是将它运用在现实生活中，就难免觉得荒唐。 但实际上时空弯曲也是具有科学性的。

除了上面的理论认证，在现实生活中我们也可以找到引力场，导致时空发生弯曲的例子，比如日全食。

在19世纪初，以艾丁顿和戴森为首的观测队观察了一次日全食活动，发现 当遥远的恒星上的光线从太阳的旁边经过的时候，会因为太阳的强引力场作用而发生弯曲，这样的现象也就导致了这颗恒星最终成像位置的变化。

因此，也就证明了爱因斯坦相对论猜想的正确性，同时也证明时空弯曲是可真实存在的。

关于宇宙和时空的问题，本就非常的复杂。 如果时空弯曲和时间流逝变化真的和物质的质量与立场有关系，那么做个大胆的猜测：如果有一天人类的 科技 水平已经发展到了某种程度，是不是可以实现穿越时空？