钟慢效应指出,在一个相对我们做高速运动的惯性系中,时间会变慢的现象。这一效应是由?爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论中详细阐述的。钟慢效应表明,当一个物体以接近光速的速度运动时,其内部的时间流逝速度会相对于静止的观察者变慢。?
而光速不变理论则表明在真空中,光速对于任何观察者来说都是一个恒定的值,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。
是不是觉得很难理解?
我们不妨这样看。
你在一列超高速行驶的列车上,你站在空旷的列车中间,拿着两个激光笔。
你和列车相对静止,所以你站在列车正中间,向列车前后两端同时打开了激光笔,在你的观测中,两束激光是同时抵达的列车前后两端。
因为你和列车相对静止。
那么现在,我们以系统外观察者的视角进行观测,观测者站在站台上,列车相对于他做向右移动。他所观测到的激光束却是左边的激光束先到达了列车后端,然后右侧激光再到达的列车前端。
这是因为相对于外部观测者,列车上的你处于高速运动的状态,与你运动方向相同的,向右移动的激光束会比与你的运动方向相反的,向左移动激光束更晚到达列车的墙壁。
而以经典力学中所用的速度相加定理来看,既然光速是以每秒米的速度前进,所以,我们应该以人的速度加上光的速度,来得到在列车上的你用激光笔照射墙壁时激光的速度吗?
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按照光速不变理论,光永远以ms的速度前进,哪怕是在高速行驶的列车上也是一样。
所以,如果我们把钟慢效应和光速不变理论,以及光速无法超越理论结合——
已知光速不变,假设我以接近光速的速度前进,我观测到的光速依旧是恒定的ms,但一定有某些东西发生了改变。
是的,我的时间变慢了。
按照光速不变理论,我以接近光速的速度前进,我观测到的光速恒定,那么相对静止的观测者观测到的我的相对时间就变慢了,可能我以接近光速的速度下前进,时间过去了一秒,相对静止的观测者的时间已经过去了一分钟。
那么,如果我到达了光速,会发生什么?我们大胆假设一下——
我到达了光速,按照光速不变理论和光速无法超越理论,我的时间停止了,或者说,我无法动弹了,因为只要我一动,那么移动的部位就会超越光速,按照光速无法超越理论,这是不能实现的,所以如果我到达了光速,我就停止了运动,我的时间就停止了。
所以,理论上,按照这个理论,如果突破光速的话,是有可能导致时间倒流的。
那么,有没有什么办法可以超过光速呢?
嗯……这就要看现有物理理论答不答应了,它在听到你这句话的时候就已经抄家伙准备把你物理超度了。
所以,想要突破光速,在现有物理理论下是无法实现的,除非……
如果将现有物理理论比作系统,小爱同学的狭义广义相对论便是它的底层架构的其中之一。
想要突破光速,就需要受系统影响,但不在系统之中。
这个问题,我们暂且按下不表,先去探讨另外一个同样重要的东西——
黑洞。
我们都知道,黑洞具有强大乃至恐怖的引力,连光都无法逃逸。
但是,按照爱因斯坦的广义相对论,引力……真的存在吗?
这里我们要提出一个新的概念,即等效原理。
等效原理是引力的最基本的物理性质,在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系,使一切物质的运动方程中不再含有引力项,即引力可以局部地消除。
很难理解吗?
那不如我们再举一个例子——
牛顿发现了万有引力,引力可以让你站在地球上,而不是像正当防卫里把火箭推进器黏在屁股上飞上天一样哈人。
在地球上,有一个没有窗户的房间,在房间里,你站在一个体重秤上,此时你的体重为80公斤。