物理學家發現地表要比地心更古老，廣義相對論發威！

關於地球有一個不為認知的一面：地球中心比地球表面年輕兩年半。但這與地球的形成方式無關，而是由於廣義相對論所描述的引力效應。

根據愛因斯坦的廣義相對論，在引力場中的時間流逝速度會發生改變，這種效應被稱為引力時間膨脹。換言之，引力越強，時間流逝越慢，這是因為引力彎曲了時空。事實上，引力時間膨脹效應已被嚴格測試過，它對全球定位系統（GPS）的衛星產生影響。

GPS衛星位於地球表面上方約2萬公里的太空之中，它稍稍遠離地球的引力場，因此衛星經歷的時間就會稍稍變快。實際上，這些衛星上的時鐘每天要比地球表面上的時鐘快45微秒左右，所以科學家必須要對衛星的時鐘進行校正，以確保發送回地球的GPS數據具有相匹配的時間。否則，定位誤差每天將累積多達45微秒 × 光速 = 13.5公里（實際定位誤差還需考慮狹義相對論——衛星時鐘要比地面時鐘慢7微秒左右），這樣的定位等同於無效。

早在20世紀60年代，物理學大師理查德·費曼（Richard Feynman）估計，地心和地表之間的年齡差異大約是一兩天——這個數字在很多物理學家的論文中已被多次重複和引用。然而，奧胡斯大學的物理學家Ulrik Uggerh?j博士領導的研究團隊認識到，引力時間膨脹的效應對地球而言應是更加顯著的，他們決定重新探討費曼的說法。

為了計算這個年齡差異，研究團隊首先計算出地球中心和表面的引力勢差——衡量一個有質量的物體從一個位置移動到另一個位置時引力所做的功。然後，物理學家把這個引力勢差帶入到廣義相對論的方程中，得到了時間膨脹因子大約為0.0000000003，這意味著地球中心的每秒要比在地球表面上慢0.0000000003秒。

似乎這個時間差極其微小，但要知道地球年齡高達四十五億年，所以時間膨脹的累積效應加起來相差大約一年半。

不過，這個計算採用的是理想化模型，即物理學家假設地球具有一個均勻的密度。然而，實際情況並非如此，地核的密度要比地幔密度大得多（地核佔地球的體積16%，而質量佔比達到31%）。進一步，物理學家採用更實際的地球密度模型，結果發現地心和地表的年齡差異實際上是兩年半。

廣義相對論的引力場方程

當然，這個數字無法通過實驗來證實。然而，迄今為止，廣義相對論經受住了所有的檢驗，所以這很可能是正確的。

物理學家表示，目前還不清楚費曼是否最初就弄錯了，或者他的講課在記錄時弄錯了——把單位從年誤寫為天。無論如何，地球中心的年齡肯定要比地球表面年輕，因為地心深處的時空彎曲更為強烈。

此外，研究團隊通過計算還得出，太陽的中心比它的表面年輕約40,000年。這些結果給「年輕的心」賦予了一個全新的意義。

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