而提到了速度就不得不提到速度中具有代表性,同时也非常有名的“光速”。因为它是世界上“无法被超越的最高速度”,所以无论是文学作品还是现实中,光速都像是一道无形的“枷锁”,将人类困在有限的区域内。
客观地说,宇宙中其实有许多超光速的现象,比如说“量子纠缠”,通过研究科学家们认为,量子纠缠理论上要比光速快1万倍以上。再比如空间膨胀,宇宙的膨胀速度也是远远大于光速的,这导致宇宙“边缘”的光永远不可能被人类所观察到,这也就是科学家们所说的“不可观测区域”。
事实上,量子纠缠的速度、空间膨胀的速度,都已经违背了严格意义上的“速度”定义。那么什么是严格意义上的速度呢?学过一些物理的朋友都知道,速度指的就是物体运动的快慢,一般等于单位时间内物体通过的路程。
当然了,以上只是基础物理中的“速度”定义,在这种定义中“物体”基本上都是被忽略的,但是如果将速度放到相对论中“光速无法被超越”的概念上时,“物体”的概念就非常重要了,因为相对论中强调“物体”必须有质量,并且还必须拥有“静态质量”。此时速度的定义就变成:具有质量的物质,在空间中的移动快慢。
看到这里可能有的朋友已经明白,为什么宇宙中明明有超越光速的现象,相对论却一直没有被推翻,反而成为了现代物理界的基石理论之一,主要原因就是因为,那些“超光速”现象并不在相对论讨论范围内。
比如说空间膨胀速度就是空间本身的延展,而不是一个有质量的物质在空间中的移动,所以空间膨胀速度可以超越光速,却又不和相对论发生冲突。
而生活在空间中的我们,虽然无法超越光速,甚至无法达到光速,但是科学家却在无限接近光速的时候,发现了一个非常有趣的现象:物体在空间中的速度越快,那么自身经历的时间就越慢。这句话听起来可能有些科幻,但是它确实是相对论的核心之一,因此它的真实性是毋庸置疑的。
其实这个现象爱因斯坦在提出相对论的时候,就已经对它预言了,但是当时的科技水平并不能验证爱因斯坦的这个预言,所以直到近些年他的这个预言才在实验室中被证实。
而且从相对论中所塑造的“新时空观”我们知道,空间和时间并不是以前人们认为的那样,是两个独立互不干扰的系统,而是互为一体的,它们只是一个能够扭曲变形的网格结构的两个不同端点而已。
正因为它们是互为一体的,所以空间里的物体移动的越快,作用于物体的时间就会越慢,这个规律被科学家们称之为“钟慢效应”。
根据计算证实,当一个物体的运动速度达到0.99999976光速的时候,作用于这个物体的时间延缓比例能达到1分钟:1天的差距。举个简单例子来说,如果一艘飞船达到了这个速度,那么地球过了一天的时间,对于飞船来说仅仅过了一分钟,对于飞船内部的人来说,感受到的也仅仅只是一分钟的时间。
而这种时间比率会在接近光速的时候大幅度上升,比如说当达到0.9999999999982c的时候,这个比率就变成了恐怖的1分钟:1年,对于这种比率是不是感到一丝熟悉呢?
没错,大部分人确实会感到熟悉,因为这就是古人对于天上神仙住所时间的描述,也就是经常在古代志怪小说中出现的一句话:“天上一天,地下一年”。
可能我国古代先贤,早已经从某种现象中观察到了这个先进的理论,只是碍于当时的科技发展水平,没办法将这种理论描述出来,于是凝练出这非常简短的一句话进行概括。
那么知道了“钟慢效应”,就能够对标题提出的问题作出回答了。不过,回答这个问题还有一个前提,就是要知道乘坐的飞船接近光速多少,如果是0.9999999999982c的飞船,那么当你一分钟后回到地面上时,地球上都已经是一年之后了。
因为时间比率会随着速度增加而大幅度增加,所以极有可能当你一分钟之后回到地面时,地球上实际已经过去几千年甚至是数亿年了,是不是有些颠覆认知?
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