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愛因斯坦說:時間隻是一種錯覺,對光子來說時間并不存在

作者:甜甜愛科普

導語

時間是将過去與未來分隔開的東西,沒有時間就沒有未來和過去,但是在我們的世界裡,同樣一秒鐘能讓人感到非常漫長,也可以讓人感到非常短暫,人們總是用時間來衡量事物的持續時間。

在1915年,愛因斯坦創立了廣義相對論,這項理論非常的有意思,它展示出時間不是一種絕對的概念,不同的人能夠感受到不同的時間流逝速度,在不同地方,也可能感受到時間的流逝速度不同。

愛因斯坦認為,在宇宙中,引力會造成時間的膨脹,也就是時間會變得漫長,甚至可能會停滞不前,是以在宇宙中,時間是非常靈活的。

不同的物體會感受到不同的時間流逝速度,那麼有沒有哪一種物體,可以感受到時間的流逝速度最快呢?

有沒有哪一種物體是時間流逝速度最慢的呢?

愛因斯坦說:時間隻是一種錯覺,對光子來說時間并不存在

一、時間流逝速度的差異。

想要了解時間流逝速度的差異,首先我們需要了解,時間是如何流逝的。

在1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,這項理論表明時間和空間是可以互相影響的,同時,時間和空間也并不是絕對的。

愛因斯坦還給出了光在真空中的速度是多少,在沒有其他物質,也沒有其他力的情況下,光的速度是不會改變的,它是一個常數,其數值約為3*10^8米每秒。

但是,愛因斯坦發現光的速度和相對的視角無關,換句話說,無論你在什麼狀态下看光,都會發現光的速度是不變的,這就有點厲害了。

是以,我們可以了解光具有非常強大的一種特性,那就是随着不同物體的運動,其速度是不會改變的,這正是我們所熟知的物質無法超過光速的原因,但是,這就有一個有趣的現象,物質能夠将光束反射回來,同時,光束也可以被物質吸收進去,即光和物質之間的作用是可逆的。

愛因斯坦在研究光的一系列性質的時候,發現不僅是光具有這種特性,時間也具有這種特性,與光不同的是,對于我們的世界來說,物質運動的速度可以被改變,時間經過改變之後,就很難回到原來的狀态,人們總是将過去看成是不可改變的,而未來則是充滿無限可能的。

愛因斯坦說:時間隻是一種錯覺,對光子來說時間并不存在

是以,時間就将過去和未來分割開來,想要通過某種方法将時間變快或者變慢,那就需要改變物質運動的速度,愛因斯坦通過各種計算和實驗,發現速度越慢的物體,時間流逝速度越快,速度越快的物體,時間流逝速度就越慢。

這種現象被稱為時間流逝速度的差異,其數學表達是時間流逝速度=1/根号(1-v^2/c^2),其中,v是物體運動的速度,c是光在真空中的速度3*10^8米每秒。

可以看到,當物體運動的速度為0時,時間流逝速度等于1,當物體運動的速度等于光速時,時間流逝速度就等于無窮大,也就是說,時間基本上就會凝固。

時間流逝速度為1的物體,所感受到的時間流逝速度和不動的物體感受到的時間流逝速度是相同的,也就是說,時間和物質的運動狀态沒有關系,仍然符合牛頓的慣性定律。

但是,時間流逝速度不為1的物體,就會感受到時間流逝速度的差異,速度越慢的物體感受到的時間越短,而速度越快的物體感受到的時間就會變長。

除了物體運動狀态之外,還有一個因素也會影響時間流逝速度,那就是引力,引力也會改變物質的運動狀态,也會影響時間流逝速度,同樣,引力越強,時間流逝速度越慢,這是符合一般的人們的直覺的。

例如地面引力相對來說比較小,是以人們在地球上感受到的時間流逝速度也會比較快,而引力越大的物體,人們在其附近感受到的時間就會越慢。

但是,在愛因斯坦的廣義相對論中,引力也可以被視作一種僞力,隻不過這種僞力是由于四維時空彎曲所産生的。

是以,愛因斯坦在研究引力和時間的關系的時候,發現物質運動的速度不僅會受到光速的限制,同樣還會受到引力的影響,引力也會壓縮物質運動的自由度,是以,這種引力對于時間流逝速度的壓縮,也會導緻時間流逝速度變慢。

引力的存在正是廣義相對論中的精髓,這種引力的性質不僅可以用愛因斯坦的場方程進行描述,還可以用愛因斯坦的時空四維理論進行解釋。

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總之,無論引力怎樣影響時間流逝速度,都是會讓時間流逝速度變慢,是以,在宇宙中,物體運動的速度越快,或者靠近大引力源的物體,時間流逝速度就會感受得更慢。

愛因斯坦的廣義相對論還給出了很多令人驚奇的結論,例如在研究超大品質黑洞的時候,發現在黑洞的事件視界附近,是不能逃脫黑洞的,也就是說,一旦進入黑洞的事件視界,就會被黑洞的引力所吞噬。

但是,黑洞并不球場宇宙中的所有物質都會被吞噬,宇宙中的時間還會以非常複雜的方式膨脹起來,這種現象被稱為時間膨脹。

其過程可以通過愛因斯坦的場方程來描述,這種時間膨脹往往發生在超大品質黑洞附近,并不會造成宇宙的毀滅,但是它的存在也會對宇宙産生非常大的影響。

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二、古代神話中的時間膨脹。

時間膨脹雖然聽起來像是科幻小說或者是古代神話故事中才會有的奇幻現象,但是實際上,它确實存在于愛因斯坦的廣義相對論理論體系中。

然而,在古代的神話故事中,也存在着時間膨脹的現象。

在古代,人們尚未發明任何工具或者裝置來測量時間,是以人們對于時間的感受往往和我們所測量的時間存在差距,例如在古代人們所說的天上的一天,地上的一年,這種時間現象和愛因斯坦推導出來的時間膨脹現象有些相似之處。

當然,古代人所說的天上的一天是指天空中的時間流逝速度,這種流逝速度當然是天空的時間在流逝,而地上的一年是指地面的時間,這種流逝速度當然就是地面上的時間的流逝。

與之相對應的是,人類生存的時間和天空的時間也會發生差異,這種差異除了人們的主觀感受外,也會受到物質運動的速度的影響,盡管人類目前的物質運動速度還無法達到光速,是以人們所感受到的時間流逝速度的差異非常小。

但是如果按照古代神話中所描述的天上一天地上一年來進行計算的話,那麼我們可以簡單用一些實體常識來進行解釋,例如高速飛行産生的時間膨脹,當然這種時間膨脹在如今的人類文明中,實際經曆的機會不多。

但是在過去,人類的飛行速度非常慢,當飛機成為人類出行的标配之後,人們能更加高效的出行,同時也能仔細觀察周圍的環境,進而給人們帶來更多的創作靈感。

當人類再次踏上月球時,對于月球上的時間流逝速度,也就是月球的時間能夠感受到比地球的時間快,這是因為月球的品質較小,在月球上,由于月球上沒有環境,沒有空氣等物質會影響物體運動的速度,是以人們在月球上的速度就會比地球快一些,這一點和愛因斯坦的相對論所述的結果是一緻的。

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然而,當人們嘗試用更高的速度進行飛行時,種時間流逝速度的差異就會展現出來,當人類的飛行速度已經逼近光速的差不多的時候,這種現象就會非常的明顯,這正是古代神話所描述的天上的一天地上一年。

另一方面,愛因斯坦的廣義相對論所帶來的令人難以置信的差異,還展現在古代神話故事中牛郎織女的相會上。

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三、牛郎織女的相會。

牛郎織女作為古代中國非常有名的故事,其情節和解釋也非常的簡單,在這個故事中,牛郎和織女可以用時間膨脹來解釋,雖然這個故事可能隻是神話故事,并沒有真正發生過,但是人們可以通過這個故事來了解時間膨脹的現象。

根據古代神話,牛郎和織女雖然互相很喜歡對方,但是由于時間膨脹等原因,他們無法相見,最後反映到人間,他們隻能在人間的七夕相約。

人們大多隻是将這個故事當做愛情故事來講述,但是我們也可以從科學的角度來對這個故事進行解釋。

愛因斯坦說:時間隻是一種錯覺,對光子來說時間并不存在

在人類文明很低的時候,人類的速度很慢,當人們到了東方的黃河流域附近的時候,發現這裡的環境非常有利于農業生産,是以人們開始在這裡定居,将其作為人類的發展中心點。

同時,當人們在田間勞作的時候,也會觀察到天空中的各種規律性現象,這些現象非常的好奇,也非常值得人們深入探索。

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但是當人們深入探索之後,發現天空所發生的各種現象非常複雜,而且這些現象發生的速度也非常快,往往是以日為機關進行計算的,也就是天上的運作速度比地面上的運作速度快很多,是以,人們将天上的時間和地上的時間所感受到的差異定義為天上的一天,地上的一年。

而古代的牛郎織女的故事,可以拆分為兩個部分,一個是牛郎這邊的時間流逝速度,另一個是織女那邊的時間流逝速度,這種差異也反映在人類社會中,牛郎是指農民,此時農民的物質運動速度非常慢,而織女則是指手工業者,由于手工業的存在,人類的出行速度非常快。

由于距離太遠,導緻農民不能和手工業者進行交流,于是衍生出這個故事。

另一方面,這種時間膨脹的差異也可以用太陽的引力對時間流逝速度的影響來進行解釋,牛郎是指農民,農民種田往往在白天,人們在白天可以看到太陽的引力對時間的影響。

太陽的引力非常的大,是以在太陽附近,時間流逝速度會非常慢,而織女則是指手工業者,他們在黑夜才能夠進行制作,是以,人們在黑夜則無法觀察到太陽的引力對時間流逝速度的影響。

這種案例和愛因斯坦的相對論也非常吻合,如果能夠将這兩種現象進行結合,那麼人們對時間流逝速度的認知也能夠得到拓展。

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結語

愛因斯坦所提出的時間流逝速度的差異,雖然展現了時間的相對性,但是它們也被人類所使用,用來測量各種物體和自然現象所持續的時間,

如果人類在未來能夠掌握更快的速度或者更大的引力,那麼也許人類就能夠真正的感受到時間流逝速度的差異,這也為人類繼續探索宇宙的奧秘帶來無限可能。