陈根:住你楼下的邻居为什么比你活得更久?

文/陈根

如果有一栋56层高的高楼让你选一户入住,你会选择几楼?不同的人有不同的喜好,有些人喜欢住高层,也有些人喜欢住低层。但如果告诉你,住的越高,寿命越短呢,你又会选几楼?

住的越高,寿命越短,也就是说,抛开其他影响寿命的因素不管,住你楼下的邻居一定活得比你久——听起来很荒谬,但爱因斯坦却告诉我们,这是真的。这是怎么回事呢?

我们都知道,爱因斯坦有一个著名的、轰动世界的理论,那就是相对论。

爱因斯坦发现:在不同的运行速度下,时间的运转会发生变化。打个比方,假设我现在是静止不动的,而你骑着自行车前进,那么你的时间会比我的时间走得慢。对于在自行车上的人来说,时间会变慢,这种物理现象就叫做“时间膨胀”。

那为什么我们平时没有察觉这个现象呢?因为想要感知到时间膨胀,有一个前提条件,就是我们必须以光速前进,这也是爱因斯坦相对论成立的一个基础。但显然,在我们的日常生活所能达到的运动速度下,两个人之间时钟快慢的差别微乎其微,所以我们很难感知到,但这并不是说不存在,也就是说,时间膨胀依旧是存在的,对于在自行车上的人来说,时间就是变慢了,只是我们感受不到。

再举个例子,还是两个人,如果一个人依然静止不动,但另一个人乘上一艘极快的宇宙飞船去旅行了,假设飞船去了离地球最近的星系——距地球约4.4光年的半人马座阿尔法星,飞船的前进速度是光速的0.8倍。等飞船长途旅行完一趟回来时,时间膨胀的现象就会很明显了。

具体来看,在启程时,这两个人是一样的年龄,但等宇宙飞船旅行一趟再降落地球时,留在地球的那个已经比去宇宙旅行的人老了4岁。地球上已经过去了10年,而在飞船上只过去了6年,因为时间对于两个人而言,并不是以同样的速度在变化的。甚至,如果飞行距离足够远、飞行速度能达到光速,那么当他回来时,太阳可能已经变成了一颗红巨星。

这还不是全部,在相对论下,除了一个处于高速运动状态的人会会让时间变得更慢,一个更强的引力场也会让时间变得更慢。现在,我们就能回答开头我们提出来的这个问题了,为什么住你楼下的邻居为什么比你活得更久?

因为引力场的强度会随着到地心距离的增加而减弱,也就是说,地下室中的时钟会比在顶楼的时钟走得慢,所以,住的越低,时间越慢,自然寿命也越长。

当然,在日常生活中,我们并不能感受到这种时间变慢的差异,这是因为低层和高层引力场的差异微乎其微,但这种差异依然是存在的。

而如果我们能处于电影《星际穿越》的场景,那我们就会明显感受到这种现象。在电影的一个情节里,有一队的宇航员需要离开飞船,降落在“米勒”星球。这个星球位于一个叫“卡冈图雅”的超大质量黑洞中,这里的引力场极强。同时,有一个宇航员留在了飞船上站岗。对于离开船的那些宇航员来说,只过了一小会儿,但是当他们回到飞船上时,他们发现站岗的伙伴已经变成一位老人了。因为在米勒星球的1小时等于在飞船上的7年。

在地球上,科学家也通过高度精确的铯原子钟证实了这个现象。科学家把铯原子钟放在不同的高度上,果然探测到这些相同的时钟之间产生了几纳秒的差异。

现在,如果再给你一次选择的机会,面对一栋56层高的高楼,你会选择哪一层入住呢?

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