在日常生活中,時間似乎是穩(wěn)定且恒定的,它不會加快或變慢。然而愛因斯坦的狹義相對論卻告訴我們,時間并非如此簡單,它會隨著速度增加,而發(fā)生膨脹效應(yīng)。也就是速度越快,時間流逝速度越慢,那么時間究竟是如何膨脹的呢?

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現(xiàn)在我們來做一個思想實驗,或許你就能理解時間是如何膨脹的,想象一下,在一個盒子中,上下各安裝了兩個能夠完全反射光線的鏡子,中間這個紅色小球我們假設(shè)為光子,當(dāng)光子的上下運動時并計為一秒

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現(xiàn)在我們再想象另一個盒子,并且恒定速度運動,那么此時我們會發(fā)現(xiàn),下方這個盒子中的光子運動路線是呈V子形,并且兩個時鐘的計數(shù)發(fā)生了改變,而這是由于下方盒子中的光子在一次完整的上下運動后,所需的時間更長,也就說在高速移動中光子需要傳播更長的距離。

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假如盒子的速度越快,那么光子運動的距離就會越長,說明傳播的時間也會越長。這就是為什么速度越快,時間越慢的原因。不過時間膨脹效應(yīng)僅對外部觀測者來說會發(fā)生改變。而對于內(nèi)部的人來說時間依然正常流逝,那么這又是為何呢?

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其實內(nèi)部的人之所以感覺不到任何的時間差,是因為它也在隨著盒子高速運動,并不會感覺到光子走的是V字路徑,所以時間不會發(fā)生改變,只有外部的觀測者角度才能感覺時間發(fā)生了膨脹。

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雖然這些概念聽起來非常抽象,但科學(xué)家們已經(jīng)通過實驗驗證了時間膨脹的正確性。在1971年,有兩位科學(xué)家分別為赫弗勒和基廷做了一個經(jīng)典實驗,它們使用了兩個同步的原子鐘,其中一個靜止放在地球上,另一個則被帶上飛機環(huán)繞地球飛行。當(dāng)飛行結(jié)束后,他們比較了兩個時鐘的差異,發(fā)現(xiàn)飛行中時鐘的時間確實比靜止時鐘走得慢,其差異為60多納秒,完全符合愛因斯坦的預(yù)言。由此知道了時間膨脹的正確性。

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另外,μ子粒子實驗也證實了這一點。μ子是短壽命的粒子,在靜止?fàn)顟B(tài)下它的壽命只有2.2微秒,但當(dāng)這些粒子以高速運動時,它們的壽命會延長。這意味著,在高速運動的情況下,μ子粒子會“經(jīng)歷”更長的時間。由此證明物體在運動時,時間確實會變慢。

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通過這些實驗我們可以得出結(jié)論,時間并非像我們?nèi)粘I钪懈兄哪菢雍愣ú蛔?。在高速運動或強引力場的作用下,時間可以變得不同。狹義相對論不僅改變了我們對時間的理解,還徹底顛覆了我們對宇宙運作的基本認(rèn)知。