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钟慢效应就是指相对论中的时间膨胀效应。在爱因斯坦创立相对论之前，人们都认为时间是绝对的——无论观察者身处何种运动状态，无论处宇宙何处，他们对于同一个事件测得的时间间隔都是一样的，也就是说时间流逝速率对于所有人都是一样的。这样的时间认识其实是非常符合日常生活的，与我们的经验完全不矛盾。然而，爱因斯坦的相对论却给出了颠覆常识的时空观——时间是相对的，与观察者所处的状态有关，这正是相对论“相对”二字的含义之一。 相对论可分为狭义和广义相对论，前者不涉及引力，后者涉及引力。因此，钟慢效应又有狭义和广义相对论之分。狭义相对论表明，如果在地球表面上有个静止的观察者同时测量静止的时钟和相对于他运动的时钟，他会发现这两个时钟显示出的时间不是同步的，运动时钟走得会比静止时钟更慢，而且运动时钟的速度越快，所显示出的时间就越慢，此即为动钟变慢。 具体而言，如果运动时钟的速度为第一宇宙速度（7.9千米/秒），则这个时钟每天累积比地面时钟走慢30微秒。即便这个速度对于人类而言已经够快了，但钟慢效应仍然十分微弱，这就是为什么我们平时难以感知到这种效应。不过，当速度逐渐接近光速时，这种效应开始凸显。例如，当速度为光速的99.5%时，运动时钟走得比静止时钟慢了10倍。如果速度为光速的99.9999995%，则慢了一万倍。不过钟慢效应并不是时钟的机械原因，而是光速不变导致的结果。 另一方面，广义相对论表明，如果在地球表面上有个观察者同时测量地面时钟和远离地球引力场的时钟，他会测得地面时钟走得比遥远时钟更慢，根据计算，每年累积慢了0.02秒。两个时钟所处引力场的强度相差越大，则时间膨胀效应越明显。例如，黑洞的引力场极为强大，其附近的时间流逝速率要远远慢于地球表面。 |
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