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为什么当物体接近光速时时间会变慢?

2024-02-05科学

尊敬的读者,感谢您在百忙之中阅读我的文章,这是对我努力的肯定,也是持续创作的动力,向您致以我最诚挚的敬意,希望能得到您的一个"关注",在此感谢!

根据广义相对论,完全惯性的参考系并不存在。躺在家里的沙发上,在你看来,你是绝对一动不动的,但在太阳系的参考系中,你实际上是在围绕太阳旋转。在银河系的参考系中,你绕着银河系的中心旋转,星系在整个宇宙中漂移等等。基于此,很明显,宇宙中根本不存在固定的参考系。

现在让我们想象一下以下情况——一列火车以光速行驶。想象一下,一个人坐在火车上,前往某个地方处理他的事务。

1. 训练参考系统。

对于火车内的乘客来说,车厢内的光速是绝对正常的。

2.观察者的参照系。

对于火车外的观察者来说,光速将等于:火车速度 + 光速,因此这会导致实际值的两倍。

然而,光速是一个普遍常数。

现在,为了在两种情况下光速保持相同,火车内的时间必须改变。因此,两年后下了火车的观察者发现,他周围的世界已经前进了20年。

这只是一个例子。现在让我们仔细看看。

当您接近光速时,时间不会「变慢」,就像您接近目的地时,距离不会「缩短」一样。相对论的关键发现之一是,时间并不像人们普遍认为的那样是一个独立于观察者的量。因此,「对于移动的观察者来说时间会变慢」更准确的说法是,时间是一个依赖于观察者的量,就像距离一样,并且在不同的观察者之间不需要相同。

为什么时间不是绝对的?我们没有这个问题的答案,也不期望得到令人满意的答案。这是因为,即使我们找到了更深层次的物理原理或「定律」,从中我们可以推导出时间的这一属性,我们也只会进一步推动这个问题,而不会结束它:我们总是想知道为什么这套特定的定律支配着我们的生命。宇宙,而不是另一个。我们很可能永远不会知道。

当然,相对论不仅告诉我们时间在不同的参考系中是不同的,而且还告诉我们如何将你经历的时间与我经历的时间联系起来。这种关系的答案基本上来自两个公理:真空中的光速在所有参考系中都是相同的,并且物理定律在所有惯性参考系中具有相同的形式。但为什么这些公理是正确的呢?我们不知道,即使我们知道,答案本身几乎肯定取决于另一组公理,我们可以针对这些公理提出同样的问题。