原時(英語:proper time),或称固有時間,是在相對論中與事件位在同處的時鐘所測量的唯一時間,他不僅取決於事件,時鐘也在事件的行動之中。對同一個事件,一個加速中的時鐘所測得的原時會比在非加速(慣性)中時鐘的原時為短。雙生子佯謬就是其中的一個例子。
在四維時空中,原時類似在三維空間(歐幾里得空間)的弧長。在習慣上,原時通常使用希臘字母來標示,以與協調時有所區別。
相對的,協調時(英語:coordinate time)能由一個與事件有一段距離的觀測者來應用。在狹義相對論中,協調時總是由在慣性系統內有關聯的觀測者計算,而原時則由同在加速中的觀測者測量。
數學形式编辑
狹義相對論中的例子编辑
例一:雙生子佯謬编辑
在雙胞胎佯謬里。Alice所處座標系統是慣性座標。她座標在所處系統内從 移動到 :即她在原點 上停留10年。她的原時是:
-
在狭義相對論里,只有在處於靜止的座標,原時和座標時間一樣。
如果另外一人Bob,在Alice的座標內在 出發,以0.8c運動5年到 。到達後Bob加速(忽略加速過程)、反方向運動再移動5年回Alice的原點 。前後两段原時分别是:
-
因此在Bob來回運動原時差是6年。這正等於在Bob座標里經歷的座標時間。這表示原時方程式裡自動包括了狭義相對論的時間扩張等作用。事實上在狭義相對論時空里運動的物件經歷的原時差是:
-
正是時間扩張公式。
例二:旋轉盤编辑
廣義相對論中的例子编辑
例三:旋轉盤(again)编辑
例四:史瓦西解–地球上的時間编辑
原時方程式有一個新增的史瓦西解:
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參考資料编辑