狹義與廣義相對論中的時空觀|

狹義與廣義相對論中的時空觀

102/04/19 4931

高涌泉｜臺灣大學物理學系

依據廣義相對論中的「等效原理」，在地球重力場中的臺北101大樓，宛如在太空中加速向前的火箭，頂樓的時鐘，走得比底樓的時鐘還快，讓在頂樓上班的人，會老得比較快？在遊樂場玩自由落體遊戲的人，若脖子上掛著項鍊，在落下時，項鍊反而浮在空中；愛因斯坦認為，透過加速，可以製造出重力，減速則可抵消重力，這個概念叫做「等效原理」。依「等效原理」，若火箭前後兩端均有一個時鐘，前端的時鐘每秒發送一次訊號給尾端的時鐘，當火箭前進時，尾端接收到訊號的時間均不足一秒鐘，且會愈來愈短，也就是說，前端時鐘走了一分鐘時，尾端時鐘還走不到一分鐘，前端的時間過得比後端來得快。依照這個邏輯，若把101大樓當成這艘火箭，表面上看似靜止不動，但因地球重力將大樓向下拉，相對各樓層地板，將大樓內的人向上推，等於提供了加速，若依「等效原理」，在這種加速情況下，頂樓的時間會過得比底層快，在頂樓上班的人，也會老得比較快；但幸好地球重力並不大，一年的時間差距僅幾微秒而已，不必太過擔心。

本演講錄影蒙公共電視臺謝啟明導播概允提供，謹此致謝。

相對論(24) 重力(31) 等效原理(2) 加速度(8)

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