关于这个问题,涉及到了《狭义相对论》中的"时间膨胀"概念,属于科学的高端领域,若深究起来,问题中所给的信息显然较为模糊,因此答案也并非唯一。



假设有一人乘坐速度接近光速的飞船,经过一分钟返回地球......

有可能他归来时,亲人仍旧年轻,时间差异似乎并未显现;

也有可能他返回之后,发现家人已是暮年,这意味着时间有了显著不同;

甚或他回到地球,家人早已去世多年,象征着时间差异巨大。



这样的答案似乎模棱两可,实际情况正是如此。因为“接近光速”可能是99%光速、99.9999%光速,甚至是99.999999...%光速——小数点后9的数量将直接影响最终结果。

关于以特定速度飞行一分钟导致的时间差异,需通过时间膨胀公式进行复杂计算,不过对于特定速度,我们可直接给出答案。

以99%光速飞行,时间减慢7倍。

以99.99%光速飞行,时间减慢70倍。

以99.9999%光速飞行,时间减慢707倍。

以99.999999%光速飞行,时间减慢7071倍。



从以上数据看出,一旦达到99.99%光速,时间膨胀效应显著,时间减慢70倍意味着飞船上度过1年,地球已是70年之后。

而在本问题中,飞船上的人仅过了一分钟,地球也仅过了70分钟。即使飞船速度更快,达到99.999999%光速,地球也只过了5天左右。

对于飞船上的人来说,数分钟或数小时的差异并不会造成太大的感触,不是吗?

但我们不能因此认为接近光速飞行一分钟不会引起显著的时间差异。因为“接近光速”是一个模糊概念,小数点后的9可以无限增加,意味着时间膨胀倍数可以无限增大,从而导致飞船的一分钟等于地球的数百年、数千年甚至数百万年。



若速度超越小数点后无限个9,达到100%光速会怎样?

通过时间膨胀公式计算,就会发现达到100%光速时,时间停滞,超过100%光速时,时间开始倒流——这正是爱因斯坦认为光速无法触及、更无法超越的原因之一。他在《相对论》中明确说明:“速度c在此代表了一个无法到达的极限速度。”

每次讨论时间膨胀效应,我都会重申,爱因斯坦从未认为超光速能使时间倒流,那只是科幻作家的曲解。实际上,正是因为公式显示时间会倒流,爱因斯坦才更坚信光速不可超越,因为他认为时间倒流是绝不可能的。



以上是关于《狭义相对论》中时间膨胀效应的理论。由于其颠覆性,这一理论在民间备受争议,尤其是被一些非主流科学家视为攻击目标。

速度能使时间变慢,看似不可思议,但无论听起来多么不合常理,爱因斯坦的理论被证实是正确的,因为迄今为止,它得到了许多实验与现实数据的支持。



比如,美国海军在1942年进行的实验,利用飞机携带的铯原子钟环绕地球飞行,发现经过高速飞行后,原子钟比地面的钟慢——证实了飞机上的时间流逝比地面慢。

再比如,GPS卫星上的铯原子钟每年都有误差,误差与相对论的计算结果吻合,迫使工程师设置程序进行修正,否则导航系统将出现巨大偏差,无法正常使用。

你可能已经注意到,上述两个例子都提到了“铯原子钟”这个听起来十分复杂的计时器,这是因为人类速度相对较慢,时间膨胀效应微乎其微,在普通钟表上难以显现,只有极高精度的原子钟才能探测到这些差异。



因此,从某种意义上讲,时间膨胀效应与我们的日常生活无关,至少在目前的“低速”时代,它对我们的生活影响甚微——即使有人终日乘坐客机飞行,时间差异也可能仅有一两秒,这种微小差异对我们来说并无实际意义。

以上便是关于时间膨胀效应的理论探讨以及其在现实中的验证,这样的例子不胜枚举,足以证明爱因斯坦的《狭义相对论》之科学价值。

ad1 webp
ad2 webp
ad1 webp
ad2 webp