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      愛因斯坦如何重塑時空觀念

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      愛因斯坦徹底改變了何處與何時的含義。

      在愛因斯坦的宇宙觀中,空間與時間本身都是相對的。這意味著,我們在日常經驗中所依賴的何處與何時的概念,在宇宙尺度上已不再適用。


      就像面團發酵時,面團各部分會彼此膨脹遠離一樣,宇宙尺度上的時空結構也在膨脹,推動星系、星系群和星系團等結構相互遠離;此時必須全面考慮相對論效應,才能準確理解它們之間的距離與光傳播時間。然而,在這些各自引力束縛的結構內部,時空膨脹效應并不發生。

      若想了解某物距離我們有多遠,只需測量其距離即可;若想確定某事件發生的時間,只需借助計時手段。這看似簡單,對吧? 然而,這種明確的距離與時間概念僅在牛頓力學所描述的宇宙中才成立。自愛因斯坦提出相對論以來,人們已認識到,距離與時間本質上是相對的,尤其在宇宙尺度上更是如此。 正因如此,一旦將空間、時間、運動以及狹義與廣義相對論納入考量,問題便變得復雜得多。我們依然可以理解何處與何時的含義,但需要更深入地思考。

      在地球上,確定任何事物的位置或事件發生或即將發生的時間似乎都很簡單直接。畢竟,我們已經完成了對地球表面的全面測繪,無論身處世界何地,都可以用三個坐標——緯度、經度以及海拔(或深度)——來精確定位。此外,我們已將地球上的所有計時方式與原子鐘同步,使得全球各地的人們都能準確獲知任何事件發生、即將發生或曾經發生的時間與地點。

      但這依賴于一個我們大多數人從未細想就默認接受的基本假設:你從地球上的某個

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