导言:我国古代神话小说将国际分为三界,分别是神界、魔界和人界,其间普遍存在一种说法以为“天上一天,地上一年”,意思是天上的时刻过得比地上要慢得多。那么“天上一天地上一年”说法荒唐吗?牛顿以为是的,但爱因斯坦不以为。
在我国许多神话小说中都存在“天上一日,地下一年”的说法,指的是天界度过一天相当于世间度过一年。到了十六世纪英国物理学家牛顿提出肯定时空观,直接否定了这种说法,由于肯定时空观建议的是世界中任何地方的时刻都是相同,因而不存在天上的时刻比地上时刻还要慢的说法。可是当爱因斯坦在上个世纪初提出了相对论之后,“天上一天,地上一年”的说法好像又有那么点道理,这是怎么回事呢?
在介绍爱因斯坦的相对论之前,咱们先来了解一下另一位巨大的物理学家,它便是提出麦克斯韦方程组的麦克斯韦。近现代科学界以为麦克斯韦对人类科学最大的奉献在于他真正将电学和磁学通过一组方程一致起来,其间有一个公式提醒了光速与电学以及光学的联系,如下图所示。公式中的是电学中的介电常数,则是磁学中的磁导率,c则是光速。通过科学家们长时刻的研讨发现,介电常数和磁导率在真空环境中是不会改动的,也便是说真空中的光速也是不会改动的。
一般咱们描绘一个物体的运动状况都需求建立相对停止的参阅系,以此来描绘物体运动的快慢。可是麦克斯韦提出的公式就直接给出了光速,而且标明光速是固定不变的数值,因而咱们描绘光速运动的物体并不能用一般建立参阅系的方法。在这个基础上爱因斯坦提出了狭义相对论,他在该理论中支撑光速不变的说法,而且提出了时刻和空间是相对的说法,这与牛顿的肯定时空观是彻底相反的。
现在绝大多数物理学家都认同爱因斯坦的相对论,而以为牛顿的肯定世界观是存在错误的。而相对论中的钟慢效应则可以很好地解说为什么“天上一天,地上一年”的说法或许建立。钟慢效应指出,假如物体的运动速度挨近每秒钟30万公里,在地球上的人可以将该物体看成是运动参阅下,而自己则是相对停止参阅系。在这两个不同的参阅系中,时刻消逝速率是不同的,运动参阅系的时刻消逝速率比相对停止参阅系要慢得多。
也便是说,假如有一架速度可以挨近光速乃至是到达光速的航天飞机绕着地球飞翔,那么在航天飞机上的宇航员感觉自己现已度过了一天,实践地球上的时刻现已消逝了一年。当宇航员乘坐这样的飞机持续飞翔10天,当他回来地球后会发现地球已通过去了10年。这种理论现象其实与“天上一天,地上一年”的说法是相似的,都传达了钟慢效应的主要内容。
当然理论归理论,钟慢效应的确存在,但人类是无法亲身感触的。由于人类没有一点才能让本身的速度提高到光速,也无法凭借东西到达这一意图。