引力是如何影響時間與空間的？時間和空間並非絕對

在我們的日常生活中，地球的引力拉著我們並把我們束縛在其表面。我們把引力認為是作用於我們及周圍一切的一種力。但引力表現出非常不同於其他力。假設用同樣的力推一個網球和保齡球，網球會快得多，因為它的質量較小。然而，如果在同樣高度把網球和保齡球扔下，它們會以完全相同的速度下落（不考慮空氣阻力）。引力作用在這兩個球之上的效果與它們的質量無關。

事實上，在引力作用下，任何物體都是以同樣的方式下落，此即為等效原理。因此，自由落體的感覺就像沒有重力。這就是為什麼國際空間站的宇航員似乎是漂浮著的，但事實上是他們以及空間站在環繞地球運動時處於自由落體運動。

根據廣義相對論，在引力下的自由落體和失重的感覺是一樣的，因為這都是相同的。這個想法似乎很荒謬，因為我們可以看到空間站繞地球飛行，因此肯定有力拉著它。但要知道，時間和空間都不是絕對的。宇航員不會感到任何力量，他們的看法和我們一樣有道理。解決這一悖論的方法是要認識到時間和空間實際上被地球的質量所扭曲。這種扭曲的時空意味著空間站的路徑是彎曲的，這樣看起來就像有個無形的力在拉著它。

由於這種空間和時間的扭曲，地球上的時間會略微不同於空間站上的時間。但這種差異非常小，小到如果讓地球上的一個時鐘走十億年，被地球質量所扭曲的時間僅會被放慢大約一秒鐘的時間。這種差異只有當你進行精確測量時才會成為問題，比如當你使用手機中的GPS來尋找最近的咖啡店。

而對於與更大質量的物體而言，這種差異會變得很顯著。舉個例子，考慮一個黑洞的極端例子。如果你掉進一個黑洞，需要多長時間到達事件視界呢？當然，這取決於你的立場。

在上圖中，我們以到黑洞的徑向距離作為時間的函數來作出關係圖。紅線是一個人落入黑洞的時間曲線。黑線是外部觀測者從安全距離觀看一個人落入黑洞的時間曲線。

你可以看到有趣的事情發生了。對於落入黑洞的人而言，他將在30單位時間時到達事件視界（圖中虛線所示）。但從外部的觀測者看來，這個人從未到達事件視界，而是他以越來越慢的速度接近視界。外部觀測者認為這位落入黑洞的人會越來越慢，因為隨著接近黑洞時空扭曲的程度越來越大。正在下落的那個人並不會感覺到時間放慢，所以他會在有限時間內到達黑洞的事件視界。

當然一旦這個人穿過視界，他永遠也無法離開黑洞。時間和空間在視界之處變得極度扭曲，以至於落入其中的任何東西都會被困在其中，包括光在內。

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