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深层分析爱因斯坦的狭义为何物体的速度越快时间就越慢?

类别:速度轮滑 日期:2018-5-26 1:29:14 人气: 来源:

  说到这个问题,不得不提到时间的本质,还有就是爱因斯坦的狭义。时间的本质人类到目前为止仍就没有给出最终完美的答案,但这并不妨碍我们去感受时间,而爱因斯坦的狭义帮助我们更好的理解时间。

  很多人或许觉得爱因斯坦的狭义对时间的描述比较抽象,难以理解。下面就具体地描述下狭义定义下的时间概念。

  在这之前,需要明白一个重要的概念,那就是“光速恒定”。我们都知道光速在线万公里/秒,但光速恒定的真正概念不是这样的,而是在任何运动状态下都会保持那个速度。我们都知道相对速度,但光速并没有相对这个概念,举个例子就全明白了,如果你手里拿着一个手电筒,以5米/秒的速度奔跑,静止的我看手电筒发出的光的速度仍就是光速,而不是光速+5米/秒,这就是光速恒定原理(已经得到科学家实验证明,暂时不用去想怎么去证明的)

  设想有这么一个光子钟,这个光子钟很简单,上下两面是距离15厘米的镜子,中间是一个光子在来回运动,我们就是光子来回的上下运动来计算时间,类似我们家中的钟摆。

  如果光子钟处于静止状态,你(静止状态)观察光子的运动很简单,就是上下来回运动,运动时间也很好计算,光速是30万公里每秒,运动距离是15厘米,距离除以速度就是时间,上小学时我们就学过,可以算出这个时间是超乎想象的小。

  但如果把光子钟放到高速飞行的飞船上,一切都不一样了。你看到光子钟的光子运动不再是垂直上下运动,而是会沿着斜线运动。

  当飞船从A点运动到B点,对于飞船上的人(姑且取名为小明)来说,光子仍就上下垂直运动,因为小明和光子钟的运动速度是一样的,他们之间相对时静止的。不过对于你来说就完全不是那回事了,你会看到光子并不是垂直上下运动,而是沿着斜线来回运动,换句话说,你看到光子的运动距离变长了。

  由于光速恒定原理,光子来回运动一个回合的时间自然也就变长了,在你的眼里,飞船上的时间变慢了,一切似乎都以慢动作上演。随着飞船速度的增加,光子所走的距离也越来越长,如果飞船的速度达到光速,这个距离将达到无限大!(试想,如果没有光速恒定原理,光也有相对速度,你看到光子的速度就等于光速+飞船速度,这样的光子仍将做垂直上下运动)。

  你会很容易发现,速度越大(V越大),时间就越慢,如果速度达到光速,时间就为0,意味着时间停止了!再脑洞大开一下,如果速度超过光速,得到的时间就是虚数,意味着时间倒流?

  当然,爱因斯坦的早就告诉了我们,任何有有质量的物质速度不可能达到光速,只能无限接近,更不要说超过光速了!

  到现在你应该明白为什么说速度越快时间就越慢了吧!事实上,这里存在着一个重要的事实,那就是这里所说的时间也是相对的时间,你看到做飞船飞行的小明时间过的很慢,事实上从他自己的角度来看,和你的时间流逝速度并无两样。只不过在你眼里,你完成的一个普通动作,比如打喷嚏只需要一秒时间,而飞船上的小明可能需要1分钟甚至更长的时间。

  而如果小明以接近光速的速度飞行一年后再次回到地球,会发现地球上的时间已经过去了数十年甚至更长时间。但就小明自己而言,他看到自己变老的速度丝毫没有减慢,只是在你看来他的时间变慢了!

  本文来源于ipfs

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