相对论“钟慢尺缩”你已经了解但理解了吗?没有的话可以试试这篇

相对论是科普话题上一个已经说烂的话题了,但是很多朋友依然会有这样的困惑:你说的每一个字我都懂,结论我也已经明白了,但是我还是没法理解。

这其实很正常,就算是我这样已经写了一大堆与相对论有关文章的作者,有时候依然会不小心用经典的时空观去思考世界,全宇宙共享同一个时空是符合常识的,因为我们就生活在这样一个看似平直的时空中。

但是没关系,我想或许我可以让你理解,但是这需要一些我的概念做铺垫,当铺垫完成时,只需要一段话就可以解释完。

光总是充满着全世界

首先我们知道“钟慢尺缩”是发生在速度非常接近光速的时候,而大家都知道光速是速度的上限,现在我们需要知道的第一个事情就是,光速为什么是宇宙最快的速度?为什么没有一种可以一瞬间传遍全宇宙的速度?

其实这个问题的答案出乎大多数人的意料,光就是那个可以在一瞬间传遍全宇宙的速度,如果有一种生物是光构成的,它可能并不认为自己的速度有上限,它一直坚信自己从来都在照亮全宇宙。

这么说是不是听起来很奇怪,明明光是有速度的呀,299792458米/秒不是吗?没关系,我们可以看看下面这张图。

如果你不小于90后或者是经典游戏的爱好者,一定对下图中的游戏类型不陌生,有一类的探索沙盒游戏就是这样的,只有在你去过的地方才是可见的、存在的。那么视线之外的世界是什么样的呢?它们是存在的,只是被黑幕遮住了吗?当然有些游戏是遮住的,但是在沙盒游戏中,外面的世界都是程序生成的,在你还没有向外走出第一步的时候,世界真的不存在。

任何物质的每个瞬间都是扩张的世界边界

在“光生物”的世界中也是如此,它们就像这游戏中的光一样,总是充满着全世界。你可以说扩张的是光,也可以说扩张的是“世界”。

你可能会觉得摸不着头脑,世界不是客观存在的吗?为什么我会认为“视线之外的世界不存在?”

对,世界是客观存在的,视线之外的世界并非不存在,而应该是“存在”还没有扩张到外面的世界。

谁的“存在”?你某个瞬间的存在,世间万物某个瞬间的存在。

是的,如果你愿意看到足够小,每个人,每一粒尘埃,每一个原子,它们都像一个信号发射器一样,将“存在”以球形的方式发射(扩散)向全宇宙。

只有一个物质的“存在”与另一个物质接触时,两个物质之间才有可能产生关系。

而时间的流动,就是“存在”不断“刷新”的过程,任何物质的存在就像是电视屏幕一样,按10^(-43)秒/次的频率“刷新”,这个时间叫普朗克时间。

每两个不同的“存在”一前一后,在每个普朗克时间后向前移动1.6x10^(-35)米距离,这个长度叫普朗克长度。

普朗克时间x普朗克长度=299792458米/秒,正好与光的速度相当。

是的,所以说光可能本身并没有速度上限,它是被“世界边界”给限制住了,在这个“存在”范围之外的世界,就是“存在未及”的地方,也可以简单粗暴地给它贴一个标签——不存在。

当你凝视月亮的时候,你与月亮产生了关系,它的存在以皎洁的月光为载体映入了你的眼帘。你与月亮之间是光速一秒(方便解释取近似)的距离,而这条线上的光记载了10^43个月亮的存在,它们正在前赴后继地进入你的眼睛。

如果你想与月亮产生关系,无论你向月亮发射了什么,都必须要走完这10^43个小距离,你的“存在”永远不能突破“你的世界”上限,那个向全宇宙发生的球,在其它科普中我们已经很熟悉它的正式名了,它叫“光锥”。

达到光速是时间停止,达不到是钟慢尺缩

好的,终于到了解释“钟慢尺缩”的时候了。你的“存在”以光速向宇宙扩散,如果你也能以光速贴着你的“世界边界”飞行,会发生什么?你会停留在某个时刻的“存在”中,你的“存在”不会“刷新”,这也就是说,你的时间停止了,与你发生关系的宇宙中的任何物体所得到的你,就是起飞时刻的你。

当然,光速不可能达到,在99%的光速下,你会以很慢的速度“刷新”自己,如果你以这个速度来到月球,本来应该“刷新”10^43次的你只“刷新”了(10^43)/100次。还记得吗,时间的流动就是“刷新”,所以你身上流动的时间相对于静止的物体,变慢了。

尺缩同理,距离/时间=速度,当速度逼近光速时,相对增长很少,时间却在疯狂变短,那么距离自然也要(看起来)疯狂缩短才能让等号两边相等,这就是时间变慢的近光速旅行者所能看到的“尺缩”效应了。

以上便是我关于钟慢尺缩的详细解释了,这一次你听懂了吗?我是酋知鱼,一条有点东西的科学作者,欢迎关注!