24. 物理学分支（2 / 2）

太阳的质量非常大，它背后恒星发出的光线传递到地球，经过太阳时会发生偏转。用爱因斯坦的公式计算得出的偏转角度为175″，而用万有引力公式计算的偏转角度为087″，相差差不多一倍。

要验证这一点，必须等到日全食，因为太阳太亮了，无法直接观察到。1919年5月29日，出现了一次日全食，英国爱丁顿领导的考察队分赴非洲几内亚湾的普林西比和南美洲巴西的索布拉进行观测，两个地方三套设备观测的结果分别为161″±030″、198″±012″和155″±034″，与相对论预言完全吻合，于是，爱因斯坦装逼道：“在测量之前，我就知道这个结果了。”

天文学家观测到，水星的轨道在发生漂移。其近日点在沿着轨道发生560073″/百年的“进动”现象。1°=60’，1’=60’’。

行星绕着太阳做椭圆运动，太阳在椭圆的焦点上，近日点指的是，椭圆上离焦点最近的位置，也就是在短直径上。

如果设前100年，水星的近日点在a点，100年后，水星的近日点在b点，太阳在o点，近日点偏转值∠aob=560073″。

根据牛顿万有引力计算，水星近日点偏转值为555762″/百年，相差4311″/百年。很多科学家纷纷猜测在水星轨道内侧更靠近太阳的地方还存在着一颗行星影响着水星轨道，不过始终未能找到。

1916年，爱因斯坦用广义相对论计算得到这个偏差为4298″/百年，完美解释水星近日点进动现象。爱因斯坦高兴地说，当他计算出这个结果时，兴奋地睡不着觉。

前面提到过，天上的卫星与地面上的时间有差异，是因为狭义相对论和广义相对论联合叠加的结果。

引力越大或者加速度越大，会导致时间变慢，即引力钟慢，这是广义相对论的结论。

有质量的物体弯曲的不只是空间，还有时间，指的是对周围的时空产生弯曲，即对时空弯曲，对时间弯曲的效应，表现为引力钟慢。

引力场和加速度具有一定的效果，即等效原理。在地球上加速度是98米每秒，假如在一艘宇宙飞船上也以98米每秒的加速度飞行，两者等效。

广义相对论告诉我们，引力越大，时间越慢，物体的尺度越小。狭义相对论告诉我们，物体的速度越大，时间越慢，物体沿运动方向的尺寸也越小。

狭义相对论和广义相对论考虑到所有情况，包括惯性系和非惯性系。

1971年，哈菲尔和基丁利用4台铯原子钟完美的测量这个时间上的差异。4台铯原子钟分别放在民航客机上。第一架飞机自西向东飞，第二架自东向西飞。

根据狭义相对论效应和广义相对论效应计算，在1万米高空沿赤道环行一周后，第一架飞机上的铯原子钟比地面快275纳秒（10-9s），实验测量273纳秒。第二架飞机上的铯原子钟比地面慢40±23纳秒，实验测量59±10纳秒。

这里考虑了地球的自转速度，导致狭义相对论效应更为显著，两者叠加，总效应为飞行时钟慢于地面时钟。

时间膨胀是指时间不是永远以人们感受到的现在的这种速度进行的，它也会发生变化。广义相对论认为重力会造成时间膨胀，这就是重力红移或是爱因斯坦位移。