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时间是什么?
【生物股份|爱因斯坦:时间并不存在,只是人类大脑活动产生的幻觉?】这恐怕是爱因斯坦一生中思考最多的问题 , 因为在狭义相对论中 , 由于“以太”并不存在 , 爱因斯坦以光速不变且不可被超越为基础 , 重新演绎出了一套物理学理论 , 而在这套理论中 , 时间不再是公平的 。
狭义相对论中的时间膨胀公式 , 证明了时间会随着物体运动速度的变化而发生膨胀 , 通俗来说就是 , 物体的运动速度越快 , 时间相当于它就越慢 。
上面这个乍看之下极度违反常理的公式 , 其实已经被验证了 , 目前所有围绕地球运动的人造卫星上的原子钟 , 其流逝速度都要比地面上的原子钟稍微慢一点 , 所以用于导航功能的人造卫星在提供服务时 , 就会用时间膨胀公式把天地之间因速度而产生的时差消除掉 , 这样一来才能保证导航的精准度 。
否则因为时间膨胀而导致不同步的那一丢丢时间 , 日积月累后就会形成非常大的误差 , 让定位导航出现几公里甚至几十公里的偏差 。
但在狭义相对论身上 , 爱因斯坦未参透时间的真谛 , 他只是摸清了时间会膨胀这一特性而已 , 有关时间本质的进一步探寻 , 要等到广义相对论了 。
在被物理学界称为“牛顿万有引力定律加强版”的“爱因斯坦广义相对论”中 , 时间开始和新加入的引力发生关系 , 于是在广义相对论三维空间+一维时间的“四维时空宇宙”中 , 黑洞和中子星等引力极强的天体周围 , 时间的流逝速度就会变慢 , 换言之就是说 , 在强引力环境和近光速运动的情况下 , 时间都会发生膨胀 。
所以在硬科幻电影《星际穿越》中 , 主角在黑洞附近的星球上每活动一小时 , 地球上的时间就会过去7年 , 同时也正是利用了“黑洞附近时间流逝速度变慢”这一点 , 影片的最后才顺利实现了“父亲比女儿更年轻”的情节自洽 。
在广义相对论中 , 时间和空间是融为一体无法被分开的 , 所以如果只把时间单独拎出来 , 我们永远也无法参透时间的真谛 , 在时空一体化的前提下 , 宇宙中的时间其实是物体的空间状态 , 从遥远的恒星活动到我们无法直接看见的量子涨落 , 这些空间内物体运动所持续的过程 , 就是时间的具体表现 。
同时作为典型的“单箭头属性” , 时间本身是不可能被停止或者定格的 , 因为时间关系到空间 , 关系到空间内的所有物质和能量 , 虽然理论上达到光速 , 时间的流逝速度就会无限接近于静止 , 但这种静止只是对于光速运动的物体本身而言的 , 在它感觉时间静止的同时 , 宇宙中其他地方的时间其实依然在正常流逝 。
总体来说 , 时间是一切在空间内运动的物体一起反映出的一种属性 , 虽然科学家还会把它分成热力学时间 , 宇宙学时间 , 心理学时间 , 但有一点是可以确定的 , 那就是只有运动才会产生时间 。 如果某一刻宇宙中所有量子活动都停止了 , 人类的思维活动也停止了 , 那么这一刻的时间就不存在了 。
所以把时间称之为“大脑活动过程中产生的幻觉”其实也并不过分 , 而且在已经进行过多次的洞穴实验中 , 实验者在漆黑洞穴中的时间感也确实会发生变化 , 往往自己感觉只过了一个月 , 其实外界已经过了两个月 。
回到爱因斯坦的广义相对论中 , 时间虽然不能倒流也不能静止 , 但却允许人类利用时间膨胀的特性在短时间内到达未来 。
最简单的办法就是找一颗天然黑洞 , 然后在它的安全线附近生活一年再返回地球 , 到时候根据黑洞质量扭曲时空的程度 , 地球上的时间就会过去10年甚至是100年 , 这样一来在黑洞附近生活1年的人虽然只老了1岁 , 但地球世界已是沧海桑田了 。
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