相对论5：穿越到未来

一：真的能“长寿”

相对论效应会让一个运动物体的时间变慢，这个效应叫做“时间膨胀”。

比如让20岁的宇航员乘坐0.8倍光速的飞船前往距离地球80光年的星球，那么按照地球的坐标系来计算需要100年，但是按照飞船的坐标系来计算只需要60年，那么到达那颗星球的时候，宇航员们只有80岁，并不会大部分都120岁死去。

上面的假设，也通过类似的实验验证了，一批粒子由于会衰变，每隔固定的一段时间就会死掉一半的粒子。为了验证相对论，就在1941年，物理学家将这样的粒子加速到0.994c的速度，在一段固定的距离中运动，按照本来的设想会死掉一个数值的量，但是实验的结果是死掉的数值少了很多，那么这些粒子真的是通过高速运动保持了青春，也就证明了相对论预言的结果，而且数值上丝毫不差。

仔细一想，这是不是意味着可以让人活得年轻？但是时间变慢是相对的，是不同的坐标系相对比的结果，你在飞船上也是实实在在的活了60年，根本感觉不到自己多出来的时间。因为不同的坐标系是不等价的，即使是在地球上，我们相隔很久，你在操场，我在看台等等，但是因为这个速度太小了，时间差一点都不明显。如果能够把速度提高到无比接近光速，那么你的一天是地面上的人的一年，甚至更多，就等于穿越到未来。

二：时空是相对的

与时间膨胀相对应的另一个效应是“长度收缩”。同样一段距离，我们在地面上看应该飞25年，但是运动的他看来，只需要飞15年，飞船的速度又是没有变化的，那么就是距离缩短了。那么长度是一个相对的概念，在相对于它静止的坐标系下面是最大的，只要有个相对的运动，就会觉得短一些。

不管是空间的长短还是时间的快慢，都跟坐标系有关，不同的坐标系中的观测者看到的时间与空间都是不一样的，不同的坐标系，彼此的时空有不同的转化方式。

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