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  • 1 # 科技領航人

    在某個時刻,物理學是一個相當簡單的學科。然後,愛因斯坦進入畫面,破壞了我們以為我們所知道的關於宇宙的一切。

    圖注:時間旅行

    愛因斯坦的理論涉及在實驗室裡不可能研究的東西。因此,愛因斯坦沒有進行實驗室實驗,而是利用他難以置信的想象力進行復雜的思想實驗。透過思想實驗,他得出了顯著的結論。他告訴我們如何在時間中旅行,如何計算原子。不用說,愛因斯坦對科學世界的貢獻是無可估量的。

    相對論的概念

    相對論其實很容易理解。它指出宇宙中唯一的運動是相對運動。這意味著,你永遠無法真正確定你是否正在移動,或者你正以什麼速度前進,這是因為宇宙中的一切事物都在相對於其他一切而移動。

    困惑?

    讓我舉一個例子。

    當有人告訴你,"這輛車以10米/s的速度移動"時,你會自動假設上面描述的速度與地面有關。然而,一個惱人的科學家可能會出現在談話的中間,改變你的看法,說地面也以3萬米/s的速度與太陽相對移動。天哪,科學家甚至可以說汽車是靜止的,從懸在車內的絨毛骰子的角度來看。

    以上所有陳述都適用於同一輛車。這一切都是一個觀點的問題。這有點像問,"我比你高還是你比我矮?

    如果這是真的,那麼我們可以自信地假設,沒有絕對運動。

    相對論

    雖然相對論是由愛因斯坦假定的,但相對論的原理已經在科學界流傳了很長時間。這個原則只是說"自然法則是相同的,無論你是靜止不動還是沿著直線穩步前進"。但這似乎很明顯,不是嗎?

    (注意:這僅適用於在直線上平滑移動的物件。如果車輛隨意移動或停止行駛,您將以完全不同的方式在車輛內移動。)

    然而,愛因斯坦有一個特別的思想實驗,使這個原則受到質疑。

    想象一下,如果你在宇宙飛船中,它正以光速移動。如果你轉過身來看看船的後面會發生什麼?

    圖注:宇宙飛船以光速前進

    你會認為你什麼也看不見,對嗎?這是因為船正以光速移動,這意味著從船的後面飛來的光將永遠無法到達你的眼睛,因為你也會以光速前進。

    既然有一個明確的方法來確定你是否移動,這是否意味著愛因斯坦證明了原理是錯誤的?

    不完全是這樣

    愛因斯坦認為上述思想實驗不可能有效。首先,我們中的任何人不可能以光速旅行。其次,這不是光的工作原理。例如,板球運動員在跑步後扔球,球的速度會提高(板球運動員的速度 + 球的初始速度 = 球的最終速度)。然而,如果一個板球運動員手裡拿著火炬跑步,這是否意味著火炬的光速會提高?

    顯然不是。正如我前面提到的,這不是光的工作原理!光速保持不變,無論你的速度有多快——總是每秒3億米。因此,如果你在一個理論宇宙飛船以光速旅行,飛船的背面仍然會被照亮,因為光會完全忽略宇宙飛船的速度。

    時間膨脹

    這種認識讓愛因斯坦思考。如果光的速度保持不變,那麼也許它與同樣以恆定速率移動的其他東西——時間——有著千絲萬縷的聯絡。愛因斯坦探索這一想法的一個方法是透過另一個思想實驗。

    想象一下,你有一個非常特殊的時鐘。它由兩面面朝對方的鏡子組成,一束光夾在儀器中間。光線會自然地在兩面鏡子之間以恆定的速度反射。每次它反彈時,都可以被視為是一個滴答聲。此滴答聲現在將用作測量標準。例如,如果你的鏡子相距30釐米,那麼你知道蛋煮一個雞起需要2億滴答聲。

    給你!漂亮的小鐘,對吧?

    現在,裝置已經設定好了,我們可以繼續思考實驗的下一部分。為此,需要你想象中的朋友小明的幫助。

    小明真的很喜歡這個鍾,決定從你那裡偷走它,然後乘他的宇宙飛船裡逃跑。他選擇在完全黑暗的環境中犯下這種罪行。天太黑了,當你跟隨宇宙飛船飛走時,你只能看到在時鐘內移動的光束。在飛船起飛之前,光線似乎在垂直軸上來回彈跳。

    現在,小明的船開始加速。對你,以前在同一地點彈跳的光束現在開始以曲折的路徑移動。他移動得越快,一個刻度的長度似乎越長。

    請記住,光線的垂直距離保持不變,但水平距離會隨速度的增加而增加。

    現在,距離越長,這是否意味著小明的船移動得越快,光束也變得越快?但那是不可能的,對吧?光速總是恆定的!

    這給我們留下了一個結論。如果光束必須比以前走得更遠,並且不能加速,這意味著它需要更長的時間才能完成滴答聲。

    換句話說,時鐘變慢了。

    不只是時鐘,記住你。船上的一切都必須減速。即使是車內的人的頭腦也不得不減少他們的運動透過時間!

    對於小明來說,光仍然在同一地點彈跳,所以對他來說,時間的運作方式完全一樣。這意味著,如果車輛接近光速行駛,小明不會注意到任何變化!只有外面的人才能檢測到車輛中時間的減慢。

    這只是愛因斯坦即將開始時間旅行的開始。他發現的時間奧秘比任何其他科學家都多得多!因為他,世界離理解《時間》這個奇怪的事物又近了一步。

  • 2 # 秦皇漢武86308606

    有,並且在一百年前愛因斯坦就說明了這個問題。

    根據狹義相對論中時間的計算公式,

    由於分母中開根號有:1-v2/c2,c代表光速,v代表速度,光速不變,我們的速度越大,那麼分母中的數字越小,那麼t’就會越來大於t,我們所處的時間就是上面的t’,也就是說,我們的時間是隨著速度增大而增大,當其無限接近於光速c時,時間相當於無限大,也就是說,我們在這個速度下的時間相對於低速下的時間變慢了。為了證明這個問題,科學家運用很多方法,最合適的就是加速粒子,我們知道粒子存在時間特別短,科學家將粒子加速到0.95c時,粒子存在時間大大延長了,也就是說它所處的環境速度下,我們觀察它的時間變長了,也就是時間變慢了。這就是著名的狹義相對論,它可以解釋很多東西。比如我們如果駕駛宇宙飛船去另一個星球,距離30光年,我們的飛船接近光速,那麼我們去的時候,地球上的人會覺得我們30年後才到達,實際上,我們在飛船上也就一會的事,因為相對於地球,我們的時間變長,但對於飛船我們就過了很短的時間……

  • 3 # 野狼課堂

    題主,請恕我直言,你這種感覺,很可能就是搭車太悶太無聊了,所以覺得時間過得慢。要找科學依據的話,應該是心理精神情緒方面的科學解釋,與他們回答的時間膨脹效應沒有任何關係,可惜我的專長不是心理精神和情緒方面,我的專長是數學物理化學生物,所以下面我從物理方面給你證明,這種感覺與時間膨脹毫無關係。

    愛因斯確實提出過時間膨脹效應,但這是物體在接近光速運動時,才會考慮的效應。下面我們簡單地說說時間膨脹效應。以光速或接近光速飛行的飛船上,它的時間過得比地球的時間慢,簡單的說,飛船上過了一年,地球上可能已經過了一萬年。

    我們也可以在中國古代的一些神話傳說甚至文學作品中找到關於時間膨脹的蹤影。比如西遊記中的“天上一天,人間一年”,很明顯地上的時間走得比天上的快。還有南朝梁任昉《述異記》中記載,一個叫王質的農夫去山中打柴,看到仙人對弈,就在山中逗留了片刻,結果出來時發現人間已經過去千年,自己放在家中的斧頭都爛掉了,顯然這是人間的時間走得比山中的時間快的例子。現在關於時間膨脹的傳說,魔幻故事或者科幻故事數不勝數了。

    儘管時間膨脹是存在的,但是題主搭車能感覺得到時間膨脹嗎?我們用事實說話,下面是時間膨脹公式:

    以地面為參考系,假設你搭了8小時的車(即地面的時間是8小時),車的速度為360公里每小時(比高鐵還快了),我們用上面的公式算得車的的時間比8小時少0.00108秒的時間,我們可以說得更具體點,就是說你在360公里每小時的車上,搭了8000小時(約333天)的車,與地面的時間才差一秒,這個時間的差別人是感覺不出來的。

    搭了八個小時的車,不到1秒的時間差別,怎麼可能讓人覺得時間難熬呢?所以,用時間膨脹來解釋題主的問題是不對的。

    當然,題主如果在車上嗑嗑瓜子,聊聊天,刷刷劇,打打牌,說不定就不會覺得時間過得慢了。

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