物理上，如何理解時間彎曲？可以計算曲率嗎？

1樓：本善

我也不理解時空間彎曲，設想你在本宇宙之外觀察這個宇宙，其中不同物體由於速度不同而各有其時間尺度，但你這個超然觀察者卻可以用乙個統一時間標尺來衡量它們，對於你來說時空間是固定不變的。換乙個角度看，我們要問時空間到底是什麼？它們是物質嗎？

如果是，那麼它們也應該有質量並佔據時空位置，這就自相矛盾了。回答只能是：時空間是人類創造的用來表示物質存在屬性的人為概念。

時間單位「秒」或「年」、長度單位「公尺」或「尺」，都是人為規定的，說它們本身會彎曲，實在難以理解。

2樓：vision ph

時空，在數學上的構造可以視作乙個二元組,其中是乙個Lorentz流形，是流形上的度規。而時間、空間本身並不是於時空之前定義的。所以「時空是彎曲的」並不是一句簡單帶過的話，而是真正給出了乙個數學上準確的描述，其彎曲程度利用可以完整的用黎曼曲率張量描述。

時間和空間的定義依賴於時空的3+1維分解，時間指的是乙個定義在流形上的光滑函式,且每乙個等時面均是乙個類空曲面。注意這樣的定義是不唯一的，這也是相對論性時空和非相對論性時空的區別：每一種3+1維分解對應了乙個參考係的選擇。

至於題主理解的空間的彎曲，指的是乙個流形中乙個等時面的"外在"彎曲程度，可以用該等時面上的外曲率進行描述。

所以，"時間的彎曲"這一描述是一種未被合理定義的描述，所以並不存在"時間彎曲程度"的計算公式。但是其他答友談到的時間在引力場中變慢，可以看做乙個合適的理解方式。至於計算，需要通過愛因斯坦場方程計算出給定體系下的時空度規。

其中為里奇張量，由黎曼張量縮並得到，至於黎曼張量由度規與其相應的黎曼聯絡下定義，是物質場的能動張量，反映出了物質的分布。簡而言之，通過一組關於度規的微分方程解出度規（即很多書上提到的物質決定時空）。得到了度規，就可以知道"時間間隔"大小與一些因素的關係了，也就是題主所謂的"時間彎曲"的計算。

至於談到宇宙的年齡，首先要介紹一下宇宙的整體物理影象和相應的數學構造。宇宙在大尺度下是均勻、各向同性的，愈是早期宇宙這種均勻性越好，這一論斷被稱作宇宙學原理，已經被無數觀測所證實。簡單看來，這種均勻性和各向同性保證存在了乙個函式正交於各向同性參考係，即存在乙個宇宙空間上各點均相同的宇宙時。

數學上可以嚴格證明，這種具有最大對稱空間的時空是常曲率的，結合觀測結果（宇宙學上空間大體是非常平坦），因此宇宙的整體時空結構被確定了。在上述的分解（選定的座標系）下，度規（用線元的方式給出）為。這裡的就是宇宙時，而為尺度因子，反映出宇宙空間上的膨脹。

而150億年（其實更為流行的說法是137億年），指的就是以這樣乙個宇宙時計算，宇宙的年齡。

3樓：一葉知秋

外星生物之所以到現在為止沒有成規模的進入地球是不是和地球上的時間速度有關係？在不同的星球以及不同的宇宙空間裡時間的長度也不一樣，所以在各個宇宙空間生存的生物適應不了另一部分空間的時間變化，所以實現不了所謂的星際穿越呢？

4樓：

1. 根據廣義相對論，強引力下產生鐘慢效應，引力越強，時間越慢；

2. 強引力場內引力變化極大，導致各處相對論效應程度不同，即由場內至場外，相對論效應逐漸減弱；

3. 不同程度的相對論效應，表現為不同程度的鐘慢效應，即時間彎曲。