你相信吗?地球地心比地表年轻两年半
地球还有许多人类不为人知的地方,但是你相信吗?地心比地表年轻两年半,这与地球的形成方式无关,而是广义相对论所描述的引力效应。据爱因斯坦的广义相对论,在引力场中的时间流逝速度会发生改变,这种效应被称为引力时间膨胀,引力若是越强,则时间流逝就越慢。
据广义相对论,在引力场中的时间流逝速度会发生改变,这种效应被称为引力时间膨胀
事实上,引力时间膨胀效应已被测试过,它能对导航定位系统的卫星产生影响。GPS卫星位于地球表面上方约2万公里的太空中,它稍稍远离地球的引力场,因此卫星经历的时间就会稍稍变快。这些卫星上的时钟每天要比地球表面上的时钟快45微秒左右,所以科学家必须要对卫星的时钟进行校正,确保发送回地球的GPS数据具有相匹配的时间。
早在20世纪60年代,物理学大师理查德•费曼(Richard Feynman)估计,地心和地表之间的年龄约相差一两天。然而,奥胡斯大学的物理学家Ulrik Uggerh博士领导的研究团队认识到,引力时间膨胀的效应对地球而言应是更加显着的,他们决定重新探讨费曼的说法。
卫星上的时钟每天要比地球表面上的时钟快45微秒左右
为了计算这个年龄差异,研究团队计算出地心和地表的引力势差,衡量一个有质量的物体从一个位置移动到另一个位置时引力所做的功。然后,物理学家把这个引力势差带入到广义相对论的方程中,得到时间膨胀因子大约为0.0000000003,这意味地心每秒要比在地表慢0.0000000003秒,地球年龄高达四十五亿年,时间膨胀的累积效应加起来相差大约一年半。
时间膨胀因子大约为0.0000000003,这意味地心每秒要比在地表慢0.0000000003秒
不过,这个计算采用的是理想化模型,物理学家假设地球具有一个均匀的密度,但地核的密度比地函密度大。物理学家之后采用更实际的地球密度模型,结果发现地心和地表的年龄差异实际上是两年半。当然这个数字无法通过实验来证实。然而,以广义相对论论之这数字很有可能正确。研究团队还透过计算得出太阳的中心比它的表面年轻约40,000年。