看到題目,或許你會一臉懵逼:你這不是扯淡嗎?宇宙中存在光速限制,任何具有靜質(zhì)量的物體速度都不可能達到光速,我怎么可能以光速飛行?且不說什么“光速限制”,我明明坐著一動不動,速度就是零!哪來的“光速飛行”?
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確實,比如說此刻你正坐在沙發(fā)上,你的速度確實為零。更準確地講,你的速度相對地面這個參照系為零。
而由于地球是不斷運動的,在自轉的同時還在公轉,圍繞太陽公轉的速度約為每小時10萬公里,而太陽系圍繞銀河系運動的時速更是高達83萬公里。銀河系在宇宙中的速度更快,每小時約為216萬公里。
如此說來,你在宇宙中的運動速度其實是相當復雜的,而且確實很快。
但這并不是我今天想表達的東西,而且,以上的計算方式,不管速度有多快,最終都不可能達到光速。
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每當談論速度時,其實我們通常會忽略掉一點,也是很重要的一點。
只要提到任何物體的運動,我們下意識會想到什么?空間!
沒錯,就是空間。但是時間呢?
在牛頓力學體系下,空間,時間,以及物質(zhì)運動之間是相互獨立的,彼此之間沒有任何關聯(lián)。
說白了,空間和時間可以獨立存在,不需要物質(zhì)。言外之意,可以存在“什么都沒有”的空間和時間。空間和時間就像是一個大舞臺,物質(zhì)就像是在舞臺上表演的演員,即便沒有演員,舞臺同樣能存在。
同時,任何物質(zhì)的存在與否,運動與否以及如何運動,都不會改變空間和時間。
還有,空間和時間也是彼此獨立的,兩者毫不相干。
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但是,愛因斯坦對于空間,時間和物質(zhì)運動,卻有著截然不同的看法。他認為時間和空間是不可分割的有機整體,兩者組成“四維時空”,空間和時間都不能獨立于對方而單純存在。說白了,任何單獨討論空間和時間的行為都沒有意義。還有,時空的存在也是離不開物質(zhì)的,物質(zhì)的存在和運動會影響改變周圍的時空結構。
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總之就是,時間,空間,物質(zhì)三者誰也離不開誰,并且相互影響。
而最關鍵的一點是,愛因斯坦把那個看不見摸不著的時間,看成實實在在存在的東西,一個真實存在的維度,時間維度。時間維度的真實性與空間維度的真實性是一樣的,就如同長寬高三個空間維度一樣真實。
但雖然我們時刻能感受到時間這個維度的存在,但根本看不見,時間給人的感覺如此虛無縹緲。不少人不太愿意接受時間這個維度,就是因為時間維度給人的感覺太抽象,不像空間維度那樣,我們可以在空間維度前進,后退,也可以上升下降。但時間維度只有一個方向,那就是永遠向前。
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時間的這種單向性只會發(fā)生在四維時空。科學家們相信,在更高的維度里,比如說五維度時空,時間就是雙向的。比如說著名科幻電影《星際穿越》里面,男主人公穿越黑洞后來到五維時空,可以隨意看到甚至改變過去發(fā)生的事情,通過引力作用與女兒交流。
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而在我們的四維時空里,時間是單向的,不可以倒流。雖然我們不能回到過去,但可以改變時間流逝的速度。
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這就是愛因斯坦狹義相對論中著名的時間膨脹效應,速度會影響時間流逝,速度越快,時間就越慢。而這里的速度指的就是“空間維度的速度”,空間維度的運動速度會影響時間維度。
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這里有兩個極端,空間速度為零,也就是我們通常所講的靜止。如果空間速度為零,那么對時間的影響自然也為零,意味著時間維度的運動速度不會受到任何影響,而這個速度就是光速,這時候你的時間流逝速度最快!
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當你在空間維度的速度不為零,你在時間維度的速度就不再是光速。而且空間維度的速度越快,時間維度的速度就越慢。這實際上就是上面所講的時間膨脹效應。
用數(shù)軸來形象描述就是,當你靜止時,也就是空間維度的速度為零時,時間流逝速度為1。而當你在空間維度的速度為光速時(當然是不可能的,這里只是假設),時間維度的速度就是0,也就是說你的時間靜止了。
空間和時間兩個速度就像兩個物理矢量一樣,這兩個矢量合成之后,恒定保持光速!
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而現(xiàn)實生活中,由于我們每個人的速度(也就是空間維度的速度)相比光速實在太慢了,完全可以忽略不計,意味著我們每個人在時間的維度都以光速飛行,讓我們常常感嘆“時間如流水,一去不復返”!
而要想讓時間慢下來,那么你在空間維度的速度就必須盡可能快。要想讓時間停止,也就是時間維度的速度為零,那么空間維度的速度必須是光速!
到這里,你應該明白為什么我會說“即便你一動不動,其實也是在以光速在時空里運動”,這里的重點是空間與時空的區(qū)別,前者是三維空間,后者是四維時空。
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在三維空間里,你當然不可能以光速飛行。但是在四維時空里,無論如何你都必須以光速飛行!
別無其他選擇!
不過,你可以選擇自己在時間和空間維度的快慢。想要時間慢一點,你的空間速度就必須快一點!
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