在物理學(xué)中，時(shí)間是一個(gè)基本物理量，它是一個(gè)抽象的概念，科學(xué)家是這樣定義時(shí)間的：時(shí)間是宇宙中物質(zhì)的變化以及運(yùn)動的順序性、連續(xù)性以及持續(xù)性的一種度量。根據(jù)觀察到的各種有規(guī)律的自然現(xiàn)象（例如地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)、月球的公轉(zhuǎn)等），人們給時(shí)間定義了年、月、日等等不同的單位。

在相當(dāng)長的一段時(shí)間里，人們都會認(rèn)為時(shí)間是以一成不變的速度在流逝，所以所有人都遵循著同一個(gè)時(shí)間體系來工作和生活。在日常生活中，時(shí)間扮演了重要的角色，它指導(dǎo)了人們在什么時(shí)候應(yīng)該做什么事。

然而在一百多年前，著名的科學(xué)家愛因斯坦卻打破了人們的這一認(rèn)知，他指出時(shí)間的流逝并不是一成不變，在特定的情況下，時(shí)間是可以扭曲的。愛因斯坦的相關(guān)理論提出后，受到了很多的質(zhì)疑，然而隨著時(shí)間的推移，人們漸漸發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦是正確的，原來時(shí)間真的可以扭曲。

今天我們就來講一下，“時(shí)間扭曲”的現(xiàn)象是怎么得到科學(xué)家的證實(shí)的。關(guān)于“時(shí)間扭曲”，主要是分為以下兩種。

時(shí)慢尺縮

“時(shí)慢尺縮”來自于愛因斯坦的狹義相對論，它描述了運(yùn)動與時(shí)間的關(guān)系，其公式如下圖所示。

公式中的 t 是指運(yùn)動物體的時(shí)間，t0 是指靜止參考系的時(shí)間，v 是指運(yùn)動物體的當(dāng)前速度，c 是指光速，從中我們可以看到，一個(gè)物體的運(yùn)動速度越快，它所經(jīng)歷的時(shí)間就越短。

1971年，物理學(xué)家喬.哈夫勒(Joe.Hafele) 與理查德.基廷（Richard.Keating)設(shè)計(jì)了一個(gè)飛行原子鐘實(shí)驗(yàn)，他們將高精度的原子鐘放置在飛機(jī)上圍繞著地球飛行，然后將飛機(jī)上的原子鐘的時(shí)間讀數(shù)與地面上的原子鐘做對比，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果首次證實(shí)了“時(shí)慢尺縮”的真實(shí)性。

值得一提的是，在此之后，科學(xué)家們做過多次類似的實(shí)驗(yàn)，例如在1996年以及2010年，英國國立物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）連續(xù)兩次使用更高精度的原子鐘進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果都與“時(shí)慢尺縮”的公式計(jì)算的基本一致。

引力時(shí)間膨脹

1907年，愛因斯坦提出了“引力時(shí)間膨脹”，描述了引力是怎么影響時(shí)間的，其公式如下圖所示。

公式中的 t 為觀測目標(biāo)的時(shí)間，T 為靜止參考系的時(shí)間，G為引力常量，M為引力源的質(zhì)量，r 為觀測目標(biāo)與引力源的距離，c 為光速。從中我們可以看到，在一個(gè)引力場中，引力源的質(zhì)量越大，處于這個(gè)引力場中的物體所經(jīng)歷的時(shí)間就越短，而這個(gè)物體與引力源的距離越遠(yuǎn)，它所經(jīng)歷的時(shí)間就越長。

關(guān)于“引力時(shí)間膨脹”，我們都不用提1969年的“龐德-雷布卡實(shí)驗(yàn)”了，因?yàn)楝F(xiàn)在的GPS系統(tǒng)就是很好的證明。由于GPS衛(wèi)星距離地球非常遙遠(yuǎn)，“引力時(shí)間膨脹”的效應(yīng)就變得不可忽視，現(xiàn)在的GPS系統(tǒng)都是嚴(yán)格參照愛因斯坦的相關(guān)公式進(jìn)行了精密調(diào)整的，否則的話，就根本無法進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。

需要指出的是，雖然時(shí)間真的可以扭曲，“時(shí)間扭曲”的現(xiàn)象已經(jīng)得到了科學(xué)家的證實(shí)，但是因?yàn)榭萍嫉南拗疲覀儫o法把飛行器加速到接近甚至超過光速，也無法去近距離地接觸宇宙中的那些質(zhì)量巨大的天體（比如說中子星、黑洞），所以目前我們暫時(shí)還不能利用“時(shí)間扭曲”的現(xiàn)象去做穿越時(shí)空的事情。