在物理學(xué)中，時間是一個基本物理量，它是一個抽象的概念，科學(xué)家是這樣定義時間的：時間是宇宙中物質(zhì)的變化以及運動的順序性、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），人們給時間定義了年、月、日等等不同的單位。

在相當(dāng)長的一段時間里，人們都會認(rèn)為時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時間體系來工作和生活。在日常生活中，時間扮演了重要的角色，它指導(dǎo)了人們在什么時候應(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，他指出時間的流逝并不是一成不變，在特定的情況下，時間是可以扭曲的。愛因斯坦的相關(guān)理論提出后，受到了很多的質(zhì)疑，然而隨著時間的推移，人們漸漸發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦是正確的，原來時間真的可以扭曲。

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

時慢尺縮

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

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

1971年，物理學(xué)家喬.哈夫勒(Joe.Hafele) 與理查德.基廷（Richard.Keating)設(shè)計了一個飛行原子鐘實驗，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)上的原子鐘的時間讀數(shù)與地面上的原子鐘做對比，其實驗結(jié)果首次證實了“時慢尺縮”的真實性。

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

引力時間膨脹

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

公式中的 t 為觀測目標(biāo)的時間，T 為靜止參考系的時間，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，在一個引力場中，引力源的質(zhì)量越大，處于這個引力場中的物體所經(jīng)歷的時間就越短，而這個物體與引力源的距離越遠(yuǎn)，它所經(jīng)歷的時間就越長。

關(guān)于“引力時間膨脹”，我們都不用提1969年的“龐德-雷布卡實驗”了，因為現(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，雖然時間真的可以扭曲，“時間扭曲”的現(xiàn)象已經(jīng)得到了科學(xué)家的證實，但是因為科技的限制，我們無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），所以目前我們暫時還不能利用“時間扭曲”的現(xiàn)象去做穿越時空的事情。