万事万物在四维时空里都以光速运动,包括此刻的你我!

发布者:邻家小师弟 2023-6-26 00:47

很多人可能会一脸懵逼:又来忽悠人了,跑得最快的博尔特,百米平均速度也刚刚突破每秒10米,这个速度和光速相比有天壤之别,怎么可能达到光速呢?况且爱因斯坦的狭义相对论早就表明了,光速是宇宙的速度极限,任何具有静质量的物体速度都不可能达到光速。

确实没错,爱因斯坦的狭义相对论的确告诉我们,万物的极限速度是光速,除了像光子这样静质量为零的物体之外,其他物体都只能无限接近光速,而不能达到或者超过光速。

但是狭义相对论中的“光速限制”并不是绝对的,而是相对的,除了静质量为零的限制之外,还有一个重要前提:狭义相对论中描述的速度只是空间上的速度,而不是时空中的速度。

我们通常所说的速度仅仅是指三维空间里的速度,而非四维时空里的速度,而空间和时空的差别太大了。

说白了,平时我们说的速度是以欧式空间为背景的,而四维时空中的速度是以闵氏空间为背景的。

闵氏空间里的速度不仅仅包含了空间里的速度,还有时间维度的速度,也就是说,四维时空里的速度是空间中的速度与时间中的速度的矢量和,而这个矢量和就是光速。

可以这么通俗理解,空间维度和时间维度的矢量和,就相当于两个方向不同的力的矢量和,这两个力可大可小,但最终的矢量和保持不变。

当然,这样的结果并不是凭空想象,可以通过数学公式来计算出来,具体过程其实并不复杂,这里就不再详述了。

其实,万物在四维时空里的运动速度都是光速,从其他方面也很体现出来,最明显的体现就是时间膨胀效应和尺缩效应,两者是等价的,因为时间和空间是一个整体,两者不可分割。

时间膨胀效应表明,速度越快,时间就越慢,而这里的速度就是空间上的速度,时间就是时间维度的速度。该效应表明,空间上的速度快,时间维度的速度就越慢。

时间膨胀效应有两个极端。

第一,当速度达到光速,也就是空间维度的速度达到光速,时间就停止了。空间和时间维度的速度矢量和仍旧是光速。这也向我们说明了一点:想要让时间流逝得更慢,运动起来吧,在空间维度的速度越快越好。

第二,当速度为零时,空间维度的速度为零,也就是我们通常所说的“静止”状态,这时候时间维度的速度并不会静止,而是会以光速飞行。说白了,你坐在一个地方,看起来一动不动,殊不知此刻的你同样是在以光速飞行,你的静止只是空间维度的静止,但在时间维度上以光速奔向未来。

我们常用“时间如流水,一去不复返”来形容时间的无情,人类不可能让时间停止,我们每个人都会无情地跟随时间这条“大河”不停地奔向未来,永远不能停歇。而这里的“奔向未来”其实指的就是在时间维度的运动。

正是因为万物在空间上的速度不可能达到光速,所以时间维度的速度不可能为零,因为空间和时间维度的矢量和恒定保持光速不变。四维时空对于每个人来讲都是平等的,我们无时无刻不以光速在四维时空中运动。

而对于生活在低速世界的我们来讲,空间上的速度几乎可以忽略不计,因为人类创造的速度与光速相比实在太慢了,空间上的速度对于最终的矢量和影响甚微,所以我们每个人都只能感受到时间无情地奔向未来,时间维度的速度就相当于以光速飞行。

给我们的感受就是,好像眨眼之间,几十年就过去了!

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