愛(ài)因斯坦認(rèn)為 速度越快時(shí)間越慢 達(dá)到光速時(shí)間靜止

愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一，盡管看似復(fù)雜，但實(shí)際上可以用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行科普。故事要從年輕的愛(ài)因斯坦說(shuō)起。大學(xué)畢業(yè)后，他成為了一名公務(wù)員，但在閑暇時(shí)，他喜歡思考各種物理問(wèn)題。有一天，他在電車(chē)上，突然想象：如果電車(chē)的速度接近光速，那么他看到的時(shí)鐘上的時(shí)針和分針會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于正常速度下的人來(lái)說(shuō)，時(shí)間卻仍然流逝。這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)讓愛(ài)因斯坦開(kāi)始思考：當(dāng)一個(gè)人在空間中以越來(lái)越快的速度移動(dòng)時(shí)，他自己感覺(jué)到的時(shí)間流逝速度會(huì)變慢。這引發(fā)了一個(gè)重大問(wèn)題：如果宇宙中的時(shí)間被認(rèn)為是一個(gè)不變的物理量，為什么速度會(huì)影響時(shí)間呢？

愛(ài)因斯坦首先研究了牛頓和麥克斯韋關(guān)于這一問(wèn)題的觀點(diǎn)。牛頓認(rèn)為速度是相對(duì)的，而麥克斯韋認(rèn)為光速是一個(gè)不變的常數(shù)，兩束光的相對(duì)速度永遠(yuǎn)是恒定的，而不是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度相加。這兩種觀點(diǎn)似乎相互矛盾，因此愛(ài)因斯坦提出了一個(gè)新的理論，認(rèn)為時(shí)間可以根據(jù)物體在空間中的運(yùn)動(dòng)速度而被拉伸或壓縮。這就是狹義相對(duì)論中所描述的"時(shí)間膨脹"現(xiàn)象。在后來(lái)的廣義相對(duì)論中，愛(ài)因斯坦進(jìn)一步提出了時(shí)間和空間都是宇宙的一部分，構(gòu)成了四維時(shí)空觀念。

在這個(gè)四維時(shí)空觀念中，大質(zhì)量物體如太陽(yáng)和地球會(huì)扭曲周?chē)�的時(shí)空，就像在彈簧床上放一個(gè)保齡球會(huì)使床墊凹陷一樣，這會(huì)導(dǎo)致周?chē)�的物體像保齡球周?chē)�的物體一樣沿著扭曲的時(shí)空軌跡運(yùn)動(dòng)。因此，月球繞地球公轉(zhuǎn)，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)則繞著銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*公轉(zhuǎn)。

由于星球在空間中的運(yùn)動(dòng)，時(shí)間相對(duì)于每個(gè)物體自身而言會(huì)有所不同。因此，引力越強(qiáng)的星球，時(shí)間流逝速度越慢。黑洞作為宇宙中引力最強(qiáng)的天體，會(huì)極大地影響其附近的時(shí)間流逝速度。這就是為什么在電影《星際穿越》中，靠近黑洞的地方一小時(shí)相當(dāng)于地球上的七年時(shí)間的情節(jié)出現(xiàn)的原因。

雖然時(shí)間膨脹目前離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離，但在高速飛行導(dǎo)航衛(wèi)星上，已經(jīng)使用了時(shí)間膨脹公式來(lái)校準(zhǔn)時(shí)差，否則衛(wèi)星上的時(shí)間將會(huì)比地面上的時(shí)間慢，從而影響導(dǎo)航的精度。

至于廣義相對(duì)論中的扭曲時(shí)空對(duì)現(xiàn)代人類(lèi)文明的應(yīng)用，目前還遙不可及。然而，科學(xué)界根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所揭示的時(shí)空性質(zhì)，設(shè)想了一些令人興奮的概念，如基于時(shí)空曲率的超光速飛船和利用時(shí)空折疊產(chǎn)生的蟲(chóng)洞，這些概念有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)跨越千萬(wàn)光年距離的短時(shí)間旅行。

盡管相對(duì)論對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)復(fù)雜的理論，但隨著時(shí)間的推移，它將逐漸成為與牛頓的普遍引力定律一樣的基礎(chǔ)物理教材，也許在未來(lái)，22世紀(jì)的小學(xué)生們都將學(xué)習(xí)相對(duì)論。然而，值得注意的是，相對(duì)論并非完美理論，因?yàn)楝F(xiàn)代物理學(xué)的另一支柱——量子力學(xué)，認(rèn)為引力是由引力子的交換引起的，而不是時(shí)空的扭曲，這導(dǎo)致了相對(duì)論和量子力學(xué)之間的矛盾。因此，未來(lái)必然會(huì)出現(xiàn)一種新的理論，統(tǒng)一相對(duì)論和量子力學(xué)，以更全面地解釋宇宙的奧秘。