如何最简单的理解光速飞行一年地球过去100年?这种说法很多人都非常的不理解,为什么时间的尺度会发生变化?
按照牛顿所坚持的绝对时空观,任何人在任何地方所经历的时间都是一致的没有改变,不能说每天公司规定是早上9点上班,你每天都10点来,跟老板说咱们俩的时间是不同的,你老板可能直接就给你踢出来了。这种时空观深深的刻印在每个人的脑中,但爱因斯坦如果还在世的话,他会告诉你你所坚持的都是错误的。
爱因斯坦在1905年和1916年分别提出狭义相对论和广义相对论,打破了牛顿的绝对时空观,爱因斯坦认为时间是相对的,简而言之就是每个人的时间可能是不同的,影响因素只有两个,物体的运动速度和所处的引力场强度都会影响时间的流逝速度。
按照狭义相对论来讲物体的运动速度越快时间的流逝速度就会越慢,在这种因素的影响下就可能产生高速飞行一年地球过去百年的的情况。在这里所说的是高速或者说亚光速,并不能说成是光速运动。按照爱因斯坦狭义相对论的理论限制,有静止质量的物体是永远都达不到光速的,理论上来讲只能无限接近于光速。而如果想要在时间上看出差异性,速度必须要接近于光速才行。
有的人可能在想既然速度快时间流逝慢,那么做高速的交通工具岂不是就可以延长寿命了?我们不妨来计算一下:一对双胞胎兄弟其中一名乘坐速度200公里每小时的火车100年,最后你下车后会比双胞胎兄弟年轻50秒钟;如果是换成超音速的飞机例如300米每秒的速度,那么乘坐100年会比双胞胎兄弟年轻36分钟。看来在低速世界里时间影响是非常小的。
如果换成是亚光速的话,当你以0.99999倍的光速进行飞行,飞行一年的时间返回地球,那么这个时候地球上就已经过去了224年。某种意义上来讲相比之下你的寿命看起来是变长了,因为你高速离开地球一年的时间,地球上竟然已经过去了224年,你的亲人朋友早都已经离世了。但是你最直观的感受是真的过了224年吗?其实并没有,你认为自己过了1年的时间。
如果这个时候有地球上的人去观测飞船中的你,那么你的每一个动作就是像放慢速电影一样,平常你吃一顿饭的时间是一个小时,那么如果地球上的人来看的话,可能你吃一顿饭就用去了224个小时。生命的长度是不会变化的,只不过时间的流逝速度会变化,这影响的就是你做事情的速度。
以上是狭义相对论对于时间的影响,如果从广义相对论出发,那么就是引力对于时间的影响,例如在《星际穿越》中就出现了这样的情况,主角一行人去了一颗新的行星,在那里待了3个小时左右,但是地球上却已经过去了21年,也就是因为这颗行星是在绕着一个超大质量黑洞在运转,从而引力非常的大。
关于爱因斯坦时间的相对性,大家就简单记住一点就行,那就是物体的运动速度和引力场强度会影响时间的流逝速度,时间流逝速度慢就意味着时间膨胀了!
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。