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驾驶一艘接近光速的飞船可以变相地前往未来嘛?

1905年,爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》一文,也就是后来大家常说的狭义相对论,在该文中,爱因斯坦提出了一个很重要的理论,即时间膨胀。时间会因为物体运动速度的增加而膨胀,后来,爱因斯坦又提出了广义相对论,时间还会因为引力变大而膨胀。假设:当一艘飞船来到引力巨大的黑洞周围,环绕黑洞运行,那么由于黑洞边缘处引力巨大,时间流逝就会变慢,你在飞船上过去了一分钟,地球上可能就过去了一天、一个月,当你回来时,就会有穿越时空的感觉。

这样的假设在《星际穿越》中出现过,是讲主角前往即将跌入黑洞视界的一颗行星上执行任务,由于遇到突发情况,耽搁了几个小时,当他回来时,外面的世界已经过去了十几年,儿女们都已经长大了。

时间变慢

时间膨胀效应,它不仅是书面理论,也经过了实验的检验。

1971年,两位物理学家做了这样的一个实验,他们将4个原子钟放在一架民航客机上,当民航飞机起飞并抵达目的地之后,将飞机上的原子钟显示的时间流逝与地面的原子钟比较,发现飞机上的原子钟慢了59纳秒,要知道原子钟是一种极为精密的时间计量仪器,该实验表明,由于飞机运动速度变快,时间变慢了。

μ介子衰变也可以告诉我们答案:

当宇宙中的射线穿过地球大气层时,会产生运动速度为98%光速的μ介子,μ介子存在半衰期,时间是2.22μs,意思就是说每过2.22μs,μ介子就会比原先减少一半,按道理说,μ介子在到达地面之前就已经衰变完了,不会在地面上检测到μ介子,可是确实有μ介子到达了地面,所以,这正是因为运动速度变快,时间被拉长了,在地球测量者看来,μ介子的半衰期变慢了,因此它就有了足够的时间到达地面。

时间变慢

国际空间站的时间流逝也会告诉我们答案:

由于国际空间站处于400千米高空,速度又接近第一宇宙速度,所以,这需要综合狭义相对论、广义相对论。两两相抵消之下,国际空间站的时间要比地面上慢25μs(微秒)。

所以,如果将来的飞船速度接近光速,那么飞船上的时间流逝就会显著变慢,举个形象的例子,你在该飞船上可能仅仅只是喝杯茶的时间,地球上可能都过去了百年呢,真可谓是转瞬间沧海桑田呐,也就相当于变相前往了未来嘛。

文/科学船坞

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