时空弯曲都是以引力作为体现的.
有两个思想实验能够得出时空弯曲.空间的弯曲是自由下落电梯里面的一束光,而时间的弯曲是落钟实验.
试想在一个自由落体的电梯里面,一束光在两面正对的墙壁之间传播,在电梯里面的人看来,光是笔直的从一面墙照射到对面的墙上的对应位置,但是在电梯外静止的人看来,由于电梯在以自由落体运动,当光发射之后要经历一段时间才到达对面的墙,而电梯已经下落了一定的距离,如果光要打在对面墙上对应的位置,光就必须弯曲向下.但是光应该是一直沿着空间中的直线传播的,既然光路被弯曲了,一定就是空间被弯曲了.
而时间的弯曲是落钟实验,实验里面,在一个房间的天花板和地板上有两个钟,一开始的时候两者是精确无误的,之后两者都要做自由落体运动.如果上面那个钟先下落,在开始下落的时候向地板上那个钟发射一个光子,并且开始计时；地板那个钟收到这个光子之后也随即下落并开始计时.
问题是,光子从天花板来到地板需要时间,在这一段时间里面,天花板的钟已经有了向下的速度,当两个中一起做自由落体运动之后,天花板的钟会慢慢向地板的钟靠近,因此会令它发射的光产生多普勒效应,地板钟所收到的光的频率比天花板钟的发射频率略快,也就是说天花板的时间是比地板的时间更快的.这就是时间弯曲所造成的效应.
再问： 为什么说"两个钟一起做自由落体运动之后", "天花板的钟会慢慢向地板的钟靠近"? 我没理解这句话:如果说在天花板的钟已经开始下落而光子到达地板钟之前这段时间里(虽然很短),天花板钟是慢慢向地板钟靠近的,还好理解.但是既然两者都同时发生自由落体运动了(加速度相同),在这种情况下,为什么"天花板的钟会慢慢向地板的钟靠近"? (也许这正好得出"天花板的时间是比地板的时间更快"的结论),但是没看明白这一段,能麻烦给解释一下吗?扣谢!
再答： 就是说天花板的钟在发射光子的同时开始下落，而地板的钟在接收到光子的时候也开始下落，也就是两者的计时时刻是一致的。 但是因为地板的钟刚要开始下落的时候天花板的钟已经早就下落了一段时间，所以此时地板的钟仍然可以视为静止，而天花板的钟正在向地板的钟靠近，就算之后两者都处于自由落体的状态，因为天花板钟的下落早，速度始终都会比地板钟快一些，所以会慢慢向地板钟靠近，相对速度的大小就决定于天花板钟比地板钟早多久下落。 因此在地板钟看来，天花板钟持续放出的光子的频率比设定的频率更大，所以对于地板钟来说天花板钟的时间更快。
