狹義相對論已經成為現代物理理論的基礎之一:一切微觀物理理論(如基本粒子理論)和宏觀引力理論(如廣義相對論)都滿足狹義相對論的要求。
速度改變了一切,甚至時空。
1905年,愛因斯坦26歲,他在瑞士專利局做一個很普通的職工,同年,他發表了6篇學術研究,也因此。100年後的2005年,定為了世界物理年。
愛因斯坦
他作出了一個非凡的斷言:時間的流逝取決於物體間的相對速度。
這就是“狹義相對論”。
如果你和你的孩子,你的妻子,你的雙胞胎兄弟比較,你以百分之99.995的光速在太空旅遊6個月,你認為你回來時你的孩子剛好18歲,然而等你回來時,你的孩子已經68歲了,也就是說,你在太空的6個月,人間過了50年。
這也是科學家稱為的“時間膨脹”的現象。
相對時間公式
當你高速飛行(接近光速)時,你會發現你眼前的星系離你如此接近!顯然,這並不是因為你剛才行駛的路程讓之變近。
恰好,它們距離你的距離縮減的程度,剛好跟與地球上的時間相比變慢的程度相同!
但是,你又驚奇的發現,你的背後離你的距離依然很遠,你的左邊右邊也是,因為縮短的距離只發生在你的運動方向上。
不管你朝哪裡飛,前面都會縮短,而你周圍的距離依然沒變。
這就是科學家稱為“長度收縮”的現象。
就在你思考為什麼會如此時,你會發現你的質量在驚人的提升,以至於周圍都有小行星圍著你轉。(你已經具有恆星的引力)
這是因為你高速帶來的能量轉變成了質量,這樣以來你就不會有足夠的能量加速到宇宙的極限速度:光速。
相對質量公式
現在我們來解釋一下為什麼會產生長度收縮。
我們假設你在以260000公里每秒的速度在外太空前行。這也是光速的87%速度。光速是300000公里每秒。
你這裡的一秒鐘等於地球的兩秒(這是真的)。
在這兩秒內,地球上的人認為你移動了520000公里。但是,問題就在你認為你在一秒鐘內移動了520000公里!
你的速度就是520000公里每秒。
你打破了極限速度。
但這是不可能的,狹義相對論中,時間的膨脹必然伴隨了距離的收縮,所以,你並沒有感覺你移動了520000公里,而是260000公里。你觀察的1公里在地球人觀察只有半公里。
速度與觀察者無關,但時間與長度取決於觀察者。
狹義相對論和廣義相對論如此的奇妙,然而,現實生活中只有一個技術真正用到了它,我們也受益其中,那就是GPS。
GPS考慮了地球周圍時空彎曲的效應。
光又是如何達到了光速的呢?光子在靜止時質量為零,而運動時又帶有能量和質量,一切都因為,它靜止時質量為0.
要想達到光速,從一開始你就不能具有質量。
如果你想永生的話,你就必須光速行駛,或者移民到引力強大的行星上,就像黑洞一樣的。