为什么越接近光速时间越慢,为什么进入光速后时间会变慢

首页 > 车主 > 作者:YD1662023-05-26 18:22:07

在牛顿经典力学统治的物理学时代,速度和时间是两个风马牛不相及的东西。速度就是速度,时间就是时间,两者没有更多关系。如果有谁告诉你速度会影响时间流逝的快慢,你一定会认为这个人疯了(事实上,直到今天,还有一部分人认为爱因斯坦“疯了”)!

为什么越接近光速时间越慢,为什么进入光速后时间会变慢(1)

牛顿的经典力学是以绝对时空观为背景的。何为“绝对时空观”?时间和空间都是绝对的,时间在任何环境中的流逝速度都是一样的。

绝对时空观很符合人们的日常认知,毕竟地球上每个人的时间流逝速度都是一样的(严格来讲,稍微有点不一样,后面会讲到)。虽然神话故事中有“天上一天,地上一年”的说法,但在人们的固有思维中,也只是觉得那只是一个神话故事而已,没有谁会当真。

而牛顿的绝对时空观也统治了物理学界几百年时间,直到时间来到了19世纪末。

当时的物理学界认为物理学大厦几乎已经修建完毕,之后不会有什么大的发现了,只需要小修小补就可以了。物理学家也为此感到骄傲自豪,认为他们一代人已经触摸到了物理学界最后的“圣杯”。

除了“两朵乌云”仍旧飘浮在物理学界的天空中!

为什么越接近光速时间越慢,为什么进入光速后时间会变慢(2)

而正是“两朵乌云”中的“其中一朵乌云”,彻底颠覆了物理学家们自认为已经建好的物理学大厦,这个大厦也因此轰然倒塌!

其中一朵“乌云”迈克尔逊莫雷实验与“以太”之间的矛盾,两者具体有什么矛盾呢?

所谓“以太”,通俗来讲就是牛顿绝对时空观中的“绝对参照系”,或者说“光速的参照系”,为何这样说?

这与“以太”的概念提出的背景有关。以太概念的提出是为了协调牛顿经典力学与麦克斯韦方程组之间的矛盾而诞生的,两者有什么矛盾呢?

很简单,牛顿经典力学是以绝对时空观为背景的,其中一个核心思想就是“任何速度都是相对的,都要走相应的参照系才有意义”。这很好理解,比如说,我们通常所说的速度都是默认地球为参照系。

但是麦克斯韦方程组却给了绝对时空观当头一棒,这个堪称“人类史上最伟大”的方程也有一个核心思想:光速与参照系无关,只与真空的磁导率和介电常数有关。

为什么越接近光速时间越慢,为什么进入光速后时间会变慢(3)

两者之间的“矛盾”就像一颗炸弹一样引爆了物理学界,牛顿和麦克斯韦都是大佬级别的存在,牛顿的经典力学统治了物理学界几百年,绝对时空观早已深入到每个人的骨髓里,如此的根深蒂固。

而另一方面,麦克斯韦方程组是如此的简洁优美,看起来就像是“上帝的公式”,当时的物理学家们也“不敢得罪”。

那怎么办呢?“左右逢源”是最好的方式。物理学界们开始了各种假设,来协调两者之间的矛盾,在这种大背景下,“以太”的概念应运而生。

当时的物理学家们认为,光速也有参照系,它的参照系就是“以太”。以太是我们看不见摸不着的绝对参照系。

说白了,以太的概念就是一种假设。这本没有什么问题,因为任何科学理论一开始都是从假设开始的,只要这个假设能经得起人们不断地验证,能经受得住考验就是好的假设。

不过,以太概念的提出没过多久就出问题了。人们总是对新生的事物充满好奇和探索*。

这不,迈克尔逊和莫莫雷就想弄明白以太到底是什么,到底是什么样的存在方式。

于是,迈克尔逊莫雷就做了一个实验(迈克尔逊莫雷实验)。这里简单说一下实验过程。

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