穿越時空到底能否實現?愛因斯坦解釋過,卻無人做到
阿爾伯特·愛因斯坦(1879 - 1955)是時空的先驅。愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論解釋了時空的本質。
1905年,愛因斯坦發表了他的狹義相對論,在這個理論中,他發現了質量的能量(E = mc平方)。他還根據洛倫茲變換引入了時間膨脹(速度變慢)。
1913年,馬克斯·普朗克說服愛因斯坦來到柏林,在那裡愛因斯坦遇見了埃米·諾特和大衛·希爾伯特。1916年,愛因斯坦發表了廣義相對論,他解釋了水星的獨特軌道,並預測了在日食中,太陽圍繞太陽的彎曲。
在愛因斯坦的廣義相對論中,他取代了閔可夫斯基公式的洛倫茲變換。
閔可夫斯基公式主要是不同的洛倫茲變換的兩種方法:
1)閔可夫斯基公式是微分(有效變化速度),在洛倫茲變換是絕對的(有效的恆定速度);
2)洛倫茲變換長度收縮運動的方向。
這是由閔可夫斯基公式所描述的時空。
因此,在描述時空中有2種選擇選擇:由洛倫茲變換(狹義相對論)或閔可夫斯基公式(廣義相對論)。
作者認為,愛因斯坦通過改變他的導師閔可夫斯基的公式做出了一個很好的選擇。
這解決了狹義相對論的一個悖論(Ehrenfest悖論,長度收縮的後果)。
此外,速度或方向的改變不會使結果無效。閔可夫斯基公式不與諾特的能量定理和動量守恆相衝突。
最後,愛因斯坦需要一個微分公式作為他的廣義相對論的基礎。
閔可夫斯基公式給出了一個可衡量的結果,即「適當的時差」。適當的時間是由一個適當的觀察者測量的時間。
一個適當的觀察者靠近,並與被觀察的物體一起旅行。
例如,在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機中,質子之間的碰撞速度非常接近光速。它們繞27公里的軌道運行大約需要90微秒。
假設正確的質子的觀察者和質子一起運動。這個假設的測量時間要短得多:僅僅12納秒!
適當的時間差是時間膨脹係數7500,既是「助推因子」。
如果人類能夠以非常接近光速的速度旅行,那麼高速旅行者將會發生驚人的事情。因為你的時間過得慢得多,所以在很短的時間內就可以長途跋涉。去太陽系外行星旅行將用不到一年的時間。
然而,當你回來的時候,地球已經發生滄海桑田的變化,你的孫子也已經成年了。這是時間膨脹的最終形式。時間膨脹與「距離收縮」相結合,將會更快的到達太陽系外。
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