簡單快速的理解《相對論》中的時間概念!時光倒流會實(shí)現(xiàn)?

百年前的愛因斯坦相繼發(fā)表了《狹義相對論》和《廣義相對論》。1919年,在一次日全食中 引力紅移第一次證明了《相對論》的時空扭曲理論。之后的科學(xué)實(shí)驗相繼證明了 相對論 的正確性,相對論已是 現(xiàn)代物理學(xué)的奠基之一。

雖然相對論誕生了一百多年,但是 現(xiàn)代人在沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理之前,其時空觀依舊停留在牛頓的絕對時空觀,認(rèn)為時間和空間沒有半毛錢關(guān)系,時間是均勻流逝的,空間是均勻平直的分布著。

但是愛因斯坦不這樣認(rèn)為,時間和空間都不是絕對的,它們都是相對的。 時間因物質(zhì)的運(yùn)動而改變,空間因物質(zhì)的存在而彎曲 變得不均勻了,就好似一個彈簧床放了一個小球 ,小球周圍的床墊都被彎曲了。不同的地方彎曲程度是不一樣的,越接近小球的地方越彎曲。

床面的彎曲相當(dāng)于空間的彎曲


太陽巨大的質(zhì)量彎曲了周圍空間,緊緊的束縛了地球

我們主要通過兩個思想實(shí)驗 , 初步感受一下《相對論》中的時間 和物質(zhì)的運(yùn)動有什么關(guān)系?

1: 倫敦大本鐘思想實(shí)驗

汽車速度接近光速


想象一下,大本鐘現(xiàn)在走在4:52,從你看到大本鐘4:52的過程中。是先從指針反射太陽光,這個光線承載著4:52的信息 , 以光速傳到你的眼睛,于是你看到的時間是4:52。因為生活中,我們運(yùn)動的速度相對于光速小到可以忽略不計,所以大部分人的絕對時間概念不會受到影響。想象一下,現(xiàn)在的你坐在一個特別牛逼的公交車,這個車速越來越快,你這時候再回頭看看那個大本鐘,你會發(fā)現(xiàn)它走的越來越慢,車速無限接近光速時,你會發(fā)現(xiàn)它停止了 仿佛時間靜止了。這是因為光線承載著某一刻的時間信息,光線要傳到你的眼睛里,還需要經(jīng)歷你和大本鐘之間的距離。當(dāng)你以無限接近光速運(yùn)動的時候,光線就要追你,比如這一刻大本鐘走到 5:30分, 你運(yùn)動的越快 光速追你用的時間越長,當(dāng)你和光速 以同一速度運(yùn)動時, 你會和5:30這一刻的光線同在,那么你們并肩運(yùn)動,你看的永遠(yuǎn)只是5:30這一刻!

2: ?愛因斯坦火車


想象一下: 向東運(yùn)行的火車上有個 上下以光速震動的小球。 PS:小球速度為光速!

火車上的觀察者 看到的這個小球就是上下以光速震動著,沒毛病。小球經(jīng)歷的路程就是上下運(yùn)動的直線。

但是地面的人不會這樣認(rèn)為,小球不僅上下運(yùn)動著,還隨著火車向東運(yùn)動。于是小球的運(yùn)動是一個疊加的運(yùn)動。

地面觀察著看到的小球位移圖像


那么小球震動一個周期 所經(jīng)過的路程是個折線,那么地面觀察者相對于火車內(nèi)的觀察者 看到的小球會多走一些路程。

火車內(nèi)的觀察者看到的小球是上下運(yùn)動,其路程小于地面觀察者的折線運(yùn)動,再根據(jù)狹義相對論的光速不變原理, 其小球震動一個周期所要的時間 等于 小球一個周期經(jīng)歷的路程 除以 光速。

所以火車內(nèi)的觀察者測量小球 完成一個周期所用的時間比地面測量的時間數(shù)值小。 這就告訴我們:地面的人 和車內(nèi)的人 彼此的時間流逝是不一樣的!!!至于意識時間 咱們這里暫不討論?。?!

阿爾伯特·愛因斯坦Albert.Einstein


物體運(yùn)動速度越快 時間變得越慢 。但是根據(jù)相對論的理論基礎(chǔ), 光速是最大的速度極限,所以物體超光速運(yùn)動是不可能的,那么 時光倒流 在相對論的“光速極限理論”中不會被真正實(shí)踐?。?!

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