来源:海西视窗

发布时间:2020-09-23 09:34:12

有人问:如果一个人坐在一艘无限接近光速的船上,我们是否认为他的时间在减慢,对他来说,他觉得时间根本没有改变,或者只能活那么久?

是的,这是相对论。

相对性中的时间相对性需要用两个参照系来比较。如果只有一个参照系,那么就没有时间的相对性,在任何独立的参照系中,时间总是会均匀地传递(这在相对论中有点奇怪,但对于大多数人来说,这是最容易理解的表达,下面是一样的),而且它不会慢下来。

这个头衔的祖母和她一起乘坐了一艘接近光速的宇宙飞船,用自己的飞船作为参照系。她的时间像往常一样过去了,她的时间仍然是一个小时,她的一天仍然是一天,她不会有任何不同的感觉。但是当她有一天回到地球时,她会发现世界已经改变了。

这是相对论。只有当两种参照系进行比较时,它才能显示出它的威力。

一百多年前,爱因斯坦,一位天才的物理学家,为了解决麦克斯韦电磁理论和迈克尔逊-默里实验中光速恒定的问题,引入了时间,并提出了四维时空的概念。他指出,时间和空间不是相互独立的存在,它们是一体的。

在狭义相对论的四维时空中,物质的运动是在时间和空间上,物质在时间和空间中的速度是恒定的,它们都是光速。然而,由于运动物体在时间和空间上的运动不同,所以时间的运动速度是不同的。如果他在空间中的运动越大,时间的重量就会越小;相反,他的运动在空间中的重量越小,它在时间中的重量就越大。

如果你不明白我在说什么,你可以用直角三角形来帮助理解:

用x轴和y轴形成一个直角坐标系统,一个固定长度的z斜边,两端都在x轴和y轴上,你会发现,在不同的倾斜角度下,x和y的值是不同的,x的值越大,y的值就越小;无论如何,x的值越小,y的值就越大。

以x和y的坐标作为时空坐标,以z斜边作为物体的运动速度,即光速,就可以理解狭义相对论下时空的相关性。这是狭义相对论中时间膨胀(时间上升)和空间收缩(尺度收缩)的作用。

爱因斯坦在这样一个简单的坐标系中解决了高速和恒速的问题。当空间高速运动时,空间向运动方向收缩(空间的一维收缩),时间(只有一维)扩展--时间间隔增大。由于时间和空间的同步变化,时空比保持不变,光速保持不变。

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