相對論的「時間膨脹」現象,能讓人永生嗎?看看科學家的分析

2020-09-05 怪奇菌

人類能從茹毛飲血的野獸發展至今,科學可以說是給予了重要的幫助,因為沒有它人類根本不可能一次又一次地實現生產力變革,走上發展的「快車道」。


然而,科學的力量是偉大的,但如果沒有人能將這股力量釋放出來,再強大的力量也只是鏡中花水中月,所以能夠將這股力量釋放出來的人,其重要性自然也是不言而喻的。

在神學沒落、科學崛起的三四百年時間裡,無數科學家在各個科研領域獻出了自己畢生的精力,極大推動了文明的發展,顛覆了以往的生活方式。


而在這些為人類進步奉獻一生的科學家中,有一些科學家因為其卓越的貢獻,而被冠以「偉大」之名,例如阿爾伯特·愛因斯坦

愛因斯坦一生成就眾多,而真正將他推上「神壇」的其實是相對論。在相對論沒有問世的年代,牛頓的絕對時空觀統治了一切,人們普遍認為時間空間和運動的物質之間沒有任何的聯繫。


可相對論的出現打破了一切,讓人們認識到宇宙中沒有絕對的事物,時間和空間與物質運動速度存在複雜的相對關係。

事實上,在這種說法剛被提出的時候幾乎沒有人能夠對此理解,直到哈菲爾-基廷實驗之後人們才確定了它的正確性。


1971年,物理學家約瑟夫·哈菲勒(Joseph C. Hafele)和天文學家理察·基廷(Richard E. Keating),攜帶了四個銫原子鐘從杜勒斯機場登上了普通的客運飛機,這種銫原子鐘的精度極高,600萬年左右才會有1秒的誤差。

環球飛行先後進行了兩次,一次從西向東飛,一次從東向西飛,兩次飛行高度幾乎相同,都是9000米左右,而飛行速度也幾乎相同,大約800公裡每小時。


實驗結束之後,他們將攜帶的銫原子鐘和地面上的銫原子鐘進行了比對,發現數據和相對論計算出來的結果完全相同,這不得不嘆服愛因斯坦的偉大,因為他不僅說出高速飛行會讓時間變慢,甚至還能計算出慢了多少。

在科學中,科學家們一般將「時間會變慢」稱為定性,而將「時間會慢多少」稱為定量。在對某件事情進行科學研究時,只得到「定性」通常是遠遠不夠的,還必須得到「定量」,甚至在某些情況下「定量」的重要性要遠大於「定性」。


就像人們常說瓜子吃多了會上火、喝生水會拉肚子一樣,這種說法就是「定性」。而在沒有「定量」的情況下,這些說法其實都不成立或者都極為不嚴謹。

當然了,哈菲爾-基廷實驗不僅證明了相對論的準確性,同時也讓人們見識到了一種奇特的物理現象——「時間膨脹」。即時間並非永恆不變,在某些情況下可以影響時間的流速。


而這也讓許多人產生了一個疑惑:利用相對論的「時間膨脹」現象,能否實現長生不老呢?答案其實非常明確和殘酷:不能。

雖然坐在高速飛船中飛行1年後,地球上可能已經過了200、甚至是500年,但是對於坐飛船的你來說,你真真切切的在飛船中生活了1年的時間,一分也不多、一秒也不少。


如果你的壽命是100歲,並且一直呆在高速飛船中,當你回到地球的時候,地球上可能已經過去了10萬年,但是對於你自身來說,你只能感受到自己生命中的100年,一分也不多、一秒也不少。

你不過是用自己的一生時間,驗證了向前穿越2萬年是可行的,而用這種方法實現的並不是長生不老,你只不過是錯過了世界。


有意思的是,雖然時間膨脹現象不能讓人長生不老,但是卻可以讓人短時間內積累大量的財富,怎麼做呢?

假如你購買了1萬元的理財產品年化率為8%,然後乘坐無限接近光速的飛船去宇宙遨遊5個月,等你回到地球時已經是100年後了(不是實際計算結果),五個月前的1萬元此時已經變成了2200萬元。


當然了,這種例子主要是讓你去感受時間流逝帶來的變化,在現實中並不可行,至少在可預見的未來內不可行。

在打破了傳統時空觀之後,愛因斯坦並未停止思考,在大量的推演實驗下,愛因斯坦又得到了一個讓人覺得匪夷所思的結論:宇宙中體積也是相對的。


就好像一艘圓柱形飛船從你眼前高速飛過,在你眼中這艘飛船會變得非常扁,並且速度越快扁的程度越高。

而愛因斯坦厲害的地方,不僅在於告訴人們飛船速度越快,體積就越扁這個「定性」,還在於他能夠說出隨著速度的增加「扁度」會如何變化,甚至能夠得到一個非常精確的數值。


好比高鐵從你身邊飛馳而過,它在你眼中會「扁」多少呢?通過愛因斯坦的計算,就能夠得到縮短針尖的1000萬分之一的具體數據(只是比喻,並未經過仔細計算)。

正因為在愛因斯坦的這些理論中,所有的量都不是絕對的,都是會產生相對的變化,所以人們才將他的理論稱為「相對論」(Theory of Relativity)。


當然了,相對論中包含的內容遠不止如此,受限於人類當前的科技發展水平,它其中還有許多預言沒有在現實中被驗證,但是值得肯定的是,相對論中絕大部分的內容是正確的、嚴謹的,不然它也不會成為現代物理學的基石理論之一。

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    important}很多人都聽說過愛因斯坦的相對論裡有一個奇怪的效應——時間膨脹效應。嚴重高出地球逃逸速度n個數量級,早不知道飛到哪裡去了……然後看看根據廣義相對論又如何?按照廣義相對論,時空越彎曲,時間越慢。
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    愛因斯坦在1905年首次提出相對論時,幾乎所有同一領域的科學家們都對其冷嘲熱諷並持以反對,稱愛因斯坦為瘋子。因為當沒有人能夠理解愛因斯坦的相對論,不過很多新理論新觀點剛開始都沒辦法讓人理解和接受,最後都會被證明是正確的。
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  • 百篇中國人的相對論原理,常樸子:宇宙為什麼膨脹?您了解嗎?
    我在差異相對論的理論中,多次提到,宇宙的中心是一個「上帝」黑洞,一種叫作小S場的物質被不斷地創造出來,正是這種源源不斷的物質,作為活生生的時空,把星系向外圍推開,形成了宇宙的快速膨脹。這種關於宇宙膨脹的思想,產生於上世界八十年代中期,基於當時我找不到任何科學家的旁證,來證明我的思想,也由於其它工作佔先了成就其它的時間,所以,也就沒有這方面的文章出世。今天,2017年10月25日。
  • 宇宙膨脹速度可以超光速?狹義相對論受到前所未有的挑戰?
    表面上看愛因斯坦只是做了以上假設得出了「狹義相對論」的全部內容,但是這兩個假設卻是暗含玄機。因為「光在真空當中的速度恆定不變」與牛頓的「速度疊加公式」衝突了,如何協調這兩者的衝突,答案只有一個:那就是認為我們的世界「時間」和「空間」是相對的。關於時間和空間的相對性我前面寫了5篇文章來介紹,如果不懂可以先去看看。
  • 為什麼越來越多的人感覺時間變快了?是宇宙膨脹導致的?
    眾所周知,地球繞太陽一圈大約需要365天,地球自轉一圈的時間大約是24小時,所以人們就有了對年和天的時間概念。不論是一天或是一年,除了幾秒這樣細微的偏差外,這個時間都從未改變過。但有些人還是會認為時間過得太快了。
  • 為什麼越來越多的人感覺時間變快了?是宇宙膨脹導致的?
    意思是時間就像流水一樣,不斷地流走,一去不復返。那麼時間越變越快到底是因為什麼原因引起的呢?    眾所周知,地球繞太陽一圈大約需要365天,地球自轉一圈的時間大約是24小時,所以人們就有了對年和天的時間概念。不論是一天或是一年,除了幾秒這樣細微的偏差外,這個時間都從未改變過。但有些人還是會認為時間過得太快了。
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    科學家證實「時間扭曲」現象,愛因斯坦又對了!時間對於我們來講是一個日常的計量單位,而在物理學中,時間是7大物理基本量之一,符號為t。目前科學理論認為,時間是伴隨宇宙大爆炸產生的,時間只能永遠向前並不能讓它倒流,這是因為時間是一個增量,並且只能為正。簡單來說,時間就是物質運動和能量的傳遞,只是人們記錄生活的一種方式而已。其實時間這一概念十分的抽象,愛因斯坦卻認為:宇宙中時間或許並不存在,它只是人類潛意識中的一種錯覺而已。同時在相對論中,愛因斯坦曾指出,時間、空間、物質這三者緊密聯繫在一起。
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    今天我們就來講一下,「時間扭曲」的現象是怎麼得到科學家的證實的。關於「時間扭曲」,主要是分為以下兩種。時慢尺縮「時慢尺縮」來自於愛因斯坦的狹義相對論,它描述了運動與時間的關係,其公式如下圖所示。1907年,愛因斯坦提出了「引力時間膨脹」,描述了引力是怎麼影響時間的,其公式如下圖所示。