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利用相对论里的时间膨胀,人能实现长生不老吗?
很多人都听说过爱因斯坦的相对论里有一个奇怪的效应——时间膨胀效应。根据这个效应,运动物体的时间跟静止物体的时间是不同步的,物体的运动速度越快,时间过得越慢。当物体运动速度接近光速,时间就会变得无比缓慢。
于是,就有小朋友脑洞大开,纷纷表示古时候《西游记》里说的“天上一日,凡间一年”原来是真的,神话故事终于有了科学依据!嗯嗯!那么天上神仙的长生不老是不是也能实现了呢?
首先我们要来残忍地破除小朋友的脑洞:相对论有两种情况下会发生时间膨胀效应,狭义相对论下运动速度接近光速时和广义相对论下时空曲率极大时。很可惜两种情况都跟《西游记》里神仙所在的天上不符……
首先,根据天上一日凡间一年,时间膨胀的比例是1:365,如果要通过高速运动达到这个时间膨胀比例,根据狭义相对论的时间膨胀公式变换计算可以得到以下结果:
也就是,天上的天宫要以299791332.9m/s的速度绕地球飞,即光速的99.99996247%……这还能绕吗小朋友?严重高出地球逃逸速度n个数量级,早不知道飞到哪里去了……
然后看看根据广义相对论又如何?按照广义相对论,时空越弯曲,时间越慢。这个时空弯曲与时间膨胀的关系比上面的速度与时间膨胀的关系更难理解一点。如果说引力越大,时间越慢你可能会觉得好理解一些,但这样的说法并不准确……因为时空弯曲是由质量(或说能量动量更准确)引起的,但引力除了与质量相关,还跟半径有关,所以时空越弯曲并不等于引力越大,反过来引力越大也不等于时空越弯曲……是不是已经有点晕了,不过幸好对于这篇以破除小朋友脑洞为目的的文章来说,不需要太准确,你就把它理解成引力越大,时间越慢就好了……(成功水了一大段~.~)
那么神仙所在的天宫引力很大吗?如果引力很大,就是地球绕着它转而不是它绕着地球转了……然后,神仙到地面来就不叫下凡了,而应该叫上凡……而要达到1:365的时间差,天宫的引力差不多要达到黑洞表面的引力了,他们确定还能飞起来?……
打击完小朋友我们来讲正经的,时间膨胀能让人长生不老吗?我要宣布一个比较让人绝望的结果:时间膨胀效应能让别人长生不老,但不会是我们自己……
这是一个关于参照系的故事,无论是狭义相对论里面高速运动引起的时间膨胀,还是广义相对论里时空弯曲造成的时间膨胀,都是“别人”的参照系上发生的。所以,按照相对论,我们呆在地球一百年,“别人”的参照系可能只过去一年,如果“别人”离开我们一年回来,老态龙钟的我们会拄着拐杖老眼昏花地发现他们一点也没变老,他们长生不老了……
但如果在“别人”的参照系里面的人是你又会如何呢?结果就是你的时间过去了一年,回来的时候看见老态龙钟的我们……但你自己的时间并没有增加,地球过去一百年并没有让你拥有一百年的时间,你依然只有一年,你这一年时间也许不够你看完一遍《迪士尼全集》,但在地球上的我们连《猫和老鼠》都看了几十遍了……
一句话,处在时间膨胀的人,时间并没有增加,只是在我们看来时间过得比较慢而已。
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发布媒体:好百科 作者:星宇飘零