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如何理解钟慢尺缩谁运动得更快,谁就更 [复制链接]

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宇宙很大,单单银河系的直径就达到10万光年,离太阳最近的恒星(比邻星)都跟我们相距4.2光年。这些距离对人类而言都是遥不可及的,因为目前人类飞行器能达到的最快的速度远远不及光速。即使未来人类飞行器可以实现光速飞行,是不是飞到比邻星最短也要四年多,要飞出银河系最少也要5万年呢?人生短暂,即使能乘上光速飞船,终其一生是不是也到不了比光年更远的远方呢?如果是这样,人类不要妄言征服宇宙了,就算是征服银河系也变成了痴人说梦。

——其实从理论上讲,还有一线希望。不过还要做出一点牺牲。

光速是恒定不变的,任何物体的运动速度都不可能超越光速,从提升速度上做文章是不可能的了。然而,爱因斯坦的相对论告诉我们,“光速是绝对的,时空是相对的”。以地球为参照系来看,动辄数万光年的距离很遥远,但是在光速飞行的飞船上的人看来,飞行这段距离其实并不需要数万年,这就是”钟慢效应“。时空是一体的,时间发生了改变,空间肯定也会受到影响,因此伴随着”钟慢效应“,必然会产生”尺缩效应“。从地球的参考系来看,宇航员的时间变慢体现了”钟慢效应“,而从宇航员的角度来看,空间发生了收缩,这体现了”尺缩效应“。

”钟慢效应“和”尺缩效应“是同时发生的,对高速运动的物体而言,假如时间变慢为地球的1/10,那么由于光速恒定,距离=时间X速度,因此,运动前进方向上的距离也会缩短为1/10。按照1/10这个比例系数,假设有一艘飞船以接近光速飞行,飞船里的人感觉时间过了1年,飞船前进了1光年的距离,自己老了1岁;然而与此同时,地球上的人会感觉自己老了10岁,飞船已经离开地球10年,飞到了远离地球10光年的地方。

由”钟慢效应“演化出来的故事情节有很多,比如,科幻电影《星际穿越》里,高速运行的飞船上,1个小时等于地球上的7年;又比如,双生子佯谬中的哥哥乘坐高速宇宙飞船飞离地球,再回到地球时发现,弟弟已经老去。

银河系的半径有5万光年,然而只要飞船的速度足够快,就可以放大时间膨胀和空间收缩的系数,假如系数达到1/,那么飞船上的人感觉只过了1年,而飞船已经穿过地球上看来遥不可及的距离,冲出银河系了。然而此时假如宇航员以同样的速度折返地球,可能就需要重新开天辟地了。他会发现地球上已经过去了10万年,熟悉的一切已经都不在了,自己成了神秘的天外来客。

结语

小编想说,假如有机会通过加速的方式实现长生不老,那么最好带上所有的亲人,否则再回地球的时候,已经失去了他们,成了孤家寡人。

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