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光年 , 并不是字面上看起来的时间单位 , 而是指的距离 , 也就是光在一年时间里飞行的距离 。 大约等于9.46万亿千米 , 多用于描述浩瀚宇宙天体之间的距离 。
光年是人为的定义 , 也就是说 , 站在人类角度(以人类或者地球)为参照系 , 光飞行一年的距离就是一光年 。
但我们都知道爱因斯坦狭义相对论中有“钟慢效应”(时间膨胀效应) , 速度越快 , 时间就越慢 。
这意味着 , 达到光速飞行 , 时间就会停止 。
那么对于光子自身来讲 , 它的时间是不是就停止了呢?也就是说 , 光本身就没有时间概念?
没错 , 确实是这样 , 狭义相对论是建立在四维时空基础上的理论 。 在四维时空里 , 时间和空间是不可分割的有机整体 。 任何物体的速度越快 , 时间流逝速度就越慢 。
狭义相对论的“钟慢效应”对我们的传统时间认知冲击很大 , 甚至完全颠覆了我们的传统认知 。
我们通常认为 , 时间是永恒不变的 , 每个人的时间流逝速度都是一样的 , 但狭义相对论却告诉我们 , 时间空间都是相对的 , 这种相对性与速度有关 , 也就意味着与不同的参照系有关 , 这就是“相对”的想要表达的意思 。
对于光子来说 , 它以光速飞行 , 所以它本身的时间是停止的 , 也就是说 , 光子可以瞬间跨越任意浩瀚星际距离 , 哪怕是宇宙的边缘 , 光子也可以瞬间到达 。
有人可能会问:你这不是矛盾吗?刚才你不是说“光飞行一年的距离是一光年”吗?怎么回过头来又说“光无论飞行多远都是瞬间到达呢?”
两者并不矛盾 。 前者是以人类的视角(人类自身为参照系)来测量的 , 也就是说 , 我们去观察一束光 , 飞行一年的距离为一光年 。
但是在光子眼里(假设光子有意识) , 根本不需要任何时间 , 一瞬间就可以飞行一光年的距离 。
参照系的不同 , 会造成完全不同的两种结果 。 很多人之所以认为相对论很玄乎 , 甚至不愿意相信相对论 , 基本上都是因为没有弄清楚参照系的选择问题 , 迷失了自我 。
狭义相对论中除了时间膨胀(钟慢效应) , 还有尺缩效应 。 两者是等价的 , 因为时间和空间本来就是不可分割的 , 时间和空间不能单独存在 。
还用光来举例子 。 光可以瞬间跨越任何浩瀚的距离 。 同时 , 对于光来说 , 如果它有意识 , 在它飞行的一瞬间 , 任何浩瀚宇宙都好像就在眼前一样触手可及 , 哪怕是宇宙的边缘 , 也是近在眼前 , 这就是尺缩效应 。
狭义相对论的时间膨胀效应和尺缩效应在我们日常生活中真实存在 , 科学家很早就验证了尺缩效应的存在 , 科学家将两台铯原子钟分别放在两架飞机上 , 飞行一段时间后 , 与地面上的原子钟对比 , 会发现飞机上的原子钟比地面上的时间要慢 。
【一光年就是光飞行一年的距离,光:我一瞬间就可飞行一光年!】同时 , 在我们日常生活中 , 时间膨胀(钟慢效应)的应用也处处可见 。 我们生活中离不开的导航系统就是时间膨胀的直接体现 。 科学家必须提前对天上卫星的时间进行调整 , 让其和地面时间保持一致 , 因为由于卫星的速度相对很快 , 如果不调整会造成两个时间发生错乱 , 导航也就彻底崩溃了 , 有可能把你导航到阴沟里去 。 当然除了速度导致的时间膨胀 , 还需要考虑到引力对时间的影响 , 这就牵扯到广义相对论 , 这里不再详述了 。
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