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在網(wǎng)絡(luò)上我們常常看到這樣的描述:在高速飛船中,尤其是在接近光速的飛船中,時鐘會變慢,因此人的壽命會延長。一個在接近光速的飛船中旅行的人回到地球時,自己的孫子已成耄耋,而自己卻依然年輕;甚至地球已經(jīng)是滄海桑田,過去了千百萬年乃至億萬年。
因此,這個旅行歸來的人似乎壽命得到很長時間的延長甚至長生不老。
那么事實果真如此嗎?現(xiàn)在這些長壽答案都還處于無法驗證階段,只是根據(jù)愛因斯坦狹義相對論中的時間膨脹理論來推測的。但從嚴(yán)格意義上來說,這一點已經(jīng)從衛(wèi)星定位和強子對撞機中得到了驗證。但這些驗證的時間膨脹效應(yīng)都是在毫秒之間,也就是時間變慢1秒都很難很難。
這是因為人類現(xiàn)在制造的速度都還很慢,最快的航天器帕克太陽探測器,通過引力彈弓效應(yīng)最高速度也只能達到每秒約200公里,這才是光速的0.00067倍,而時間膨脹效應(yīng)要接近光速時才能夠明顯感受到。
根據(jù)愛因斯坦時間膨脹效應(yīng)公式計算,當(dāng)速度達到光速c的0.5倍時,時間膨脹效應(yīng)為1.15倍,也就是說相比相對靜止?fàn)顟B(tài)的參照系會慢0.15倍;速度達到c的0.9倍時,時間膨脹效應(yīng)為2.29倍;速度達到c的0.99倍時,時間膨脹效應(yīng)為7倍。
以后速度接近光速的倍數(shù)后面每多兩個9,時間膨脹效應(yīng)就增加10倍。如c的0.9999倍時,時間膨脹效應(yīng)為70倍;C的0.999999倍時,時間膨脹效應(yīng)為707倍;C的0.99999999999999時,時間膨脹效應(yīng)為707萬倍。
也就是說,在達到光速的0.99999999999999倍飛船中旅行歸來,1年時間等于地球時間的707萬年,如果這個人出發(fā)時為35歲,旅行1年歸來時只有36歲,而地球已經(jīng)過去了707萬年。如果他出發(fā)時有兒女,那么他歸來時不但看不到兒女,就是子子孫孫也早就不知所蹤了,或許地球也早已??菔癄€,成了一個死寂的不毛之地。
那么是這位旅行者長壽了嗎?這得看怎么理解。如果從兩個參照系比較來看,旅行者相對地球來說,似乎是長壽了707萬倍,旅行者在飛船中過了一年,地球就過了707萬年;過了10年,地球就過了7070萬年;過了20年,地球就過了1.4億年。
但是實際上,這位旅行者真的長壽了嗎?沒有。因為他只是在這樣一個相對時鐘較慢的參照系生活,如果不與地球參照系對比,他絲毫也感覺不到長壽。他在那個高速空間里的感受依然是過了1秒就是1秒,過了1個小時就是1個小時,過了1天就是1天,過了1年也就是1年。
不但他的意識是這種感覺,就是他的機體,每一個細胞、DNA也是這樣的感覺,如果他在地球上能活100歲,在飛船里依然也會慢慢老去,直到100歲壽終正寢。
而且,由于受太空惡劣的旅行環(huán)境影響,他還很可能活不到100歲。因此,從這個意義上來講,他的高速旅行,或者說時空旅行并沒有給自己帶來長壽,只不過是回到地球后有一種這樣的感受:天上方一日,世上已千年。
因此,他的長壽只是一種錯覺,從自身根本上說,一點也沒有長壽。
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