钟慢效应和尺缩效应很好的证明了惯性系下的时间膨胀效应。值得一提的是,在惯性系下,时间膨胀具有相对性,时间流逝速度的变化是针对于不同参考系而言的。比如运动中轻子的时间流逝速度变慢是针对于静止参考系而言的,如果以另一个做同向运动的轻子为参考系,那么其时间流逝速度则是不变的。然而惯性系只是一种理想的状态,当进入非惯性系之后,问题就变得有些不同了。

非惯性系与广义相对论

在惯性系之中,物体始终处于匀速运动之中,且没有引力的干扰,而现实世界并非如此。在现实世界中,物体不可能永远处于匀速运动的理想状态,也不可能将引力置于不顾。而将这些因素全部加入之后,问题就变得无比复杂,于是就需要给引力一个恰当的描述,在此基础上,广义相对论诞生了。

在广义相对论的描述中,引力的本质不再是一种力,而应该称其为是一种几何效应,引力的本质即为时空的弯曲。时空即为时间和空间,也就是说在引力的作用下,时间和空间被扭曲拉长了。时间被扭曲拉长之后自然就会变慢,所以说引力质量会导致时间变慢,引力质量越大,时间的流逝速度就越慢。

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引力质量与惯性质量

物体之间相互吸引力的大小即为引力质量,而引力质量又等效于惯性质量。何为惯性质量呢?任何有质量的物体在加速运动的过程中都会产生惯性质量,加速度越大,惯性质量也就越大。引力质量会导致时空的弯曲,引力质量越大,则时空弯曲就越明显,时间流逝速度也就越慢,同样的,由于引力质量等效于惯性质量,所以物体的加速度越快,时空弯曲效应也就越明显,物体的时间流逝速度也就越慢。

既然惯性质量是由加速而产生的,那么在惯性系中没有加速运动的存在,时间为什么也会变慢呢?根据质能方程E=mc∧2可知,能量与质量具有等价关系,而有质量有速度的物体就会产生动能,这与加速度无关,有了能量,也就有了质量,有了质量,也就有了时空的弯曲。