很多人都有這樣的疑問,其實從某種意義上來說,無限接近于光速飛行的人,她所處的參考組內(nèi)時間流逝速度發(fā)生了變化,如果和地球上的時間流逝速度相比較,從地球上看這位老奶奶的確是長生不老的,但是同在星際飛船上的人是沒有這個感受的,老奶奶的壽命也不會發(fā)生變化。
這樣的問題都是來源于愛因斯坦狹義相對論的時間膨脹推論,狹義相對論是在光速不變的前提下建立起來的,既然光速不變那么變化的只能是時間和空間,因此狹義相對論里會有時間膨脹和尺縮效應(yīng)。
在牛頓時代時間和空間都是絕對不變的,其實在現(xiàn)代社會大部分人的時空觀都是來源于牛頓那個時代,但某種意義上來說這是不對的。愛因斯坦認(rèn)為時間是相對的,也就是每個人的時間可能是不同的,它受到物體的運動速度和所處的引力場強(qiáng)度有關(guān)。按照狹義相對論物體運動速度越快,時間的流逝速度將會越慢,只是這種效果在接近光速的時候才會明顯的體現(xiàn)出來,在地球上的低速世界,這種差異性就忽略了。
因此說這個老奶奶乘坐無限接近于光速的飛船離開地球,某種意義上來說,我們從地球上去看,這個飛船內(nèi)的時間流逝變慢幾乎接近于停止,那也就意味著老奶奶的時間幾乎是不流動了。那就很可能會出現(xiàn)這樣的情況,老奶奶返回地球后發(fā)現(xiàn),竟然自己的孫子都比自己年齡大了。
在《星際穿越》中就有類似的橋段,庫伯當(dāng)從外太空歸來,發(fā)現(xiàn)自己的女兒已經(jīng)是白發(fā)蒼蒼兒孫滿堂了,而他自己的年齡幾乎是沒有增長的。當(dāng)然《星際穿越》中出現(xiàn)的這種時間膨脹,是廣義相對論中的,因為所處的引力場大小不同,引力越大意味著時空彎曲的程度越大,那么時間的流逝速度就會越慢。
但是愛因斯坦的時間膨脹效應(yīng)并不能真的讓人長生不老,這些差異性都是在比較之間才產(chǎn)生的。舉一個非常簡單的例子,一個人的一生就像是一場電影,時間流逝變慢可以看作是把電影慢放了,但無論是快放還是慢放,整個電影的內(nèi)容不會變多變豐富。
那么這個星際飛船中的老奶奶就是這樣的情況,她的壽命并不會改變,只不過是她的一眨眼動作可能需要一天的時間,吃一頓放可能需要一年的時間,當(dāng)然這些都只是我們從地球上看到的樣子,而老奶奶自己在飛船中是不會有這樣感覺的,因為一切都是緩慢了下來,她只認(rèn)為自己和平常沒有什么變化,眨一次眼睛也不用一天的時間。
但是愛因斯坦相對論的這種時間膨脹效應(yīng),完全可以用在未來星際探索上,因為人類的壽命太短了,而宇宙太大了,借助于時間膨脹效應(yīng)可以讓我們飛行到更遠(yuǎn)的地方。
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