中美时间相差多长时间?
先上图,最近正好做美国时间上的研究,随手贴一篇博客来回答这个问题吧 假设我们身处地球同步轨道(Geostationary Orbit)上,以 104905km/s 的速度围绕太阳公转并试图对地面上所发生的事件进行实时拍摄记录。由于我们在赤道上方,所以无论任何时间任何地点,我们的视线总是指向北天极附近——在正午时刻(6月21日)我们看到阳光照射的角度最高达到 87°;而在冬至 (12月21日) 时阳光则近乎垂直照向我们。
每天,我们总可以看到太阳从东向西慢慢移动,大约每小时移动 30°,即每天可移动半度(360°/24=15°/h)。如果我们将一个 24 小时不停的摄像机对着北天极,那么理论上说这个镜头可以捕捉到地球上所有正在发生的活动。 但实际上因为光的传播需要时间,由光速为 30万公里/秒计算,光到达地球要消耗 0.5秒的时间,也就是 1秒的延迟。再加上我们的摄像机不是静止的,而是随着地球一起运动,这就进一步加剧了拍摄的延迟效果。 假设我们在太平洋中心处有一座观测站,通过它来观察同时在太平洋沿岸发生的事情,那我们会看到更加戏剧性的场景:由于我们在以 104905公里/秒的速度绕着太阳飞奔,而太阳系又处于本星域漩涡状银河系的边缘,所以我们和太平洋沿岸及中央的连线不断改变,就像我们在以 104905公里的时速冲过一条无限延伸的河流中的石块,我们眼中的世界自然不断地被重绘,我们所认为的同时性也不断地被重新定义。 在距离我们最近的近亲 —— 月球上设立一个装置就可以很好地说明这个问题。月球以每秒 1厘米的速度接近地球,如果我们要观测同时发生的月球上和地球上的事件,就必须在离月球相当远的地方安装监视器,否则就会像在太平洋中心建一座基站一样出现严重的滞后现象。
当然,对于在太空中的我们来说,“前后”的概念已经没有意义,我们每一刻都看着完全不同的景象,“之前”和“之后”的事件也都同时出现在我们眼中。 如果一定要描述这种连续瞬间的“同时性”,我们就必须引入量子物理中“态”的概念。当我们注视地球上某件事的发生时,我们的目光将那个事件传递给宇宙中所有的物质,这些物质接受到信息后,都会立即将其转换为相应的量子力学状态,每个物体都以自己的方式参与创造那个瞬间。 简单来说就是,在同一个瞬间,没有东西是“正在”发生还是“已经完成”发生的,一切都是在同一时刻“同时”发生的。这似乎有点违背常理,但我们目前所能找到的关于“时间”的最准确的理论就是这样。 从微观上来看,“过去”“现在”和“未来”是没有区别的,一切都是同时发生。而从宏观上来说,由于物质的聚集方式不同,宏观上的“同时”确实会发生延迟。这是量子引力中的一个基本问题,也是我近期正在研究的课题之一。