用简单的语言帮助你理解时间旅行和光速恒定

很多人对爱因斯坦的时间旅行感兴趣，世界各地的科学家都证实时间旅行在理论上确实是可能的。

但为什么时间旅行是可能的呢？几乎所有的文章都很难理解。整篇文章充满了密密麻麻的证明公式，不利于普通人理解。

那么今天我就用简单的语言，提取最核心的东西，省略公式，写一篇让人一看就懂的文章来讲解时空穿梭的原理，做我最擅长的科普工作。

要理解为什么时间和空间旅行是可能的，我们必须首先了解光速恒定的原理。因为光速不变，所以时空旅行的可能性是存在的。

从字面上来说，光速恒定意味着物体的速度永远不能超过光速，但实际上并非如此。物体的速度可以超过光速，但这取决于您使用的参考系统。

光速有一个非常重要的特性，严重颠覆了普通人的认知。只要明白了这一点，大多数关于时空旅行的误解就会消除。

假设你在一艘宇宙飞船上，向前发射一束光。光以光速前进，即每秒30万公里。然后你立即启动飞船，以每秒十万公里的速度追着这束光前进。 。

此时这束光离开你的速度是多少？

按照正常人的理解，光每秒前进30万公里，你每秒前进10万公里，所以此时离开你的光速应该是每秒20万公里。

错了，这束光离开你的速度仍然是每秒三十万公里。

无论你追逐这束光的速度有多快，即使你从每秒10万公里加速到每秒20万公里、每秒30万公里甚至每秒100万公里，光永远比你快30万公里每秒。

在你自己看来，你的速度可能已经达到了每秒100万公里，比光速还快，但在旁观者眼里，你仍然比光速慢，因为光永远在你的面前并以恒定的速度远离你。 。

所以在你自己的参考系中，你可以走得比光速还快，但是在别人的参考系中，你不能走得比光速还快，而且没有人能走得比光速还快。

这很奇怪，但还有更奇怪的事情。

如果你向前发射这束光，你就会立即以每秒十万公里的速度后退，远离这束光。

理论上来说，此时这束光远离你的速度应该是每秒40万公里。

但事实上并非如此。这时，这束光离开你的速度依然是每秒三十万公里。

即使你继续向后加速，达到每秒30万公里甚至每秒100万公里的更高速度，离开你的光速仍然是每秒30万公里，快不了半点。

之所以会出现这种奇怪的现象，是因为当你拥有速度时，你的时间和空间之间的关系就被扭曲了。速度越快，失真越严重。

你疯狂地提高速度，但光远离你或接近你的速度是固定的，那么你额外的速度去哪儿了？

转换成时间。

你疯狂加速，达到超光速，是光速的10倍。你可以在一年内到达10光年的距离，但实际上你的速度始终低于光速。其他人看到你并以低于光速的速度减速。你飞到了这里，但别人花了10年，而你只在这里呆了1年，所以你感觉你到了一年，身体只衰老了一年。看起来你的行进速度比光速还快。

这就是时间旅行的理论基础。

有人说，这完全是无稽之谈、异端邪说，是在没有任何证据的情况下，用大量难以理解的公式反复推导出来的谬论。

如果没有证据，那么太空旅行只是一个假设，不会被视为理论，也不会如此流行。

证据确实存在，而且很常见。

1971年，为了证实爱因斯坦颠覆常理的光速恒定原理，无论怎么看都是无稽之谈，却找不到任何理论和公式的漏洞，科学家设计了钟慢实验。

诚然，人类无法达到很高的速度，但根据爱因斯坦的理论，即使速度只有每秒1米，时空也会发生扭曲，但扭曲的程度很弱。

如果真是这样，那就意味着时空的扭曲是可以被测量到的。

铯原子钟是人类最精确的计时工具，每千万年误差不超过1秒。

科学家们在两架飞机上放置了四个铯原子钟，然后在地面上放置了一个铯原子钟作为参考物种，并在地面上校准了五个铯原子钟。

然后一架飞机向东飞行，另一架飞机向西飞行，与地球的自转一起获得非常高的速度差。

环绕地球飞行并返回原来的机场。让我看看时间是变慢了还是变快了。反正误差再小我也能测出来。

结果，东行飞机降落的速度比地面铯原子钟慢了59纳秒。

这架西行飞机的着陆速度比地面上的铯原子钟快了 273 纳秒。

和根据爱因斯坦时空理论计算出来的值几乎一模一样！

这就是著名的时钟慢现象，也是时间旅行可行的核心证据。如今，绝大多数的穿越电影都是在这个实验得到证实并被全世界科学家广泛接受后才拍摄的。

有人说这个铯原子钟有问题。无论如何，我认为时钟或测量有问题。绝对不是时间变慢了。这仍然是无稽之谈。

而且就算是真的，又有什么用呢？没用的。

别担心，有证据。

发现慢钟效应后，科学家利用这种时间以不同速度变化的特性，最终解决了太空卫星在地面的精确定位问题。

我们都知道，要准确定位一个点，就需要准确描述该点到卫星的距离。无论用什么方法测量距离，都必须使用时间参数。

过去，无论用什么方法测量距离，都会出现极其可怕的误差，令科学家们百思不得其解。

这个错误有多离谱？

用同样的方法计算出的坐标每天偏差多达11公里。

今天计算出的坐标点准确位于天安门广场。 10天后再次测试，偏差高达110公里，定位点均在河北。

核心原因是导航卫星上的时间流逝速度与地面上不同。如果使用相同的时间参数进行计算，将会得到非常离谱的距离差距。

这个时候流量的计算是非常复杂的。

假设GPS卫星以每小时14000公里的速度绕地球飞行，那么根据狭义相对论，运动速度越快，时间就越慢。每一天，卫星上的时间都会悄悄地比地面慢7微秒。

同时，根据广义相对论，任何质量都会扭曲其周围的时空。质量越大，扭曲程度越大。卫星的高度比飞机的高度高得多。它距离地面约2万公里，距离地球很远。它所在的时空被地球的质量扭曲了。影响会小得多，因此地球表面的时钟每天会比卫星上的时钟慢 45 微秒。

通过两次计算叠加，导航卫星上的原子钟每天会比地面快38微秒，然后换算成每分每秒进行校准。

这就是时空效应在卫星导航中的应用。

时间与空间，时间与空间，当时间与空间的扭曲程度不一致时，如果硬要保持时间不变，空间就会出现巨大的误差。

如果你想保持空间不变，你必须纠正时间。

根据卫星的高度和速度，不断计算卫星当前的扭曲时间流速，然后每时每刻不断修正导航卫星铯原子钟的参数。

地面GPS定位精度是10米、1米还是更低，完全取决于工程师对铯原子钟时间参数的校正程度。

卫星的扭曲时间流速计算得越准确，GPS对地面的定位精度就越高。

你手机上使用的卫星导航，以及国家的军用导航卫星，必须每时每刻修正自己的时间。

如果你不理解爱因斯坦的时间旅行理论，或者不同意它，那么你的国家永远无法设计出卫星导航系统。

每天偏差11公里的定位精度与时刻保持10米甚至1米的定位精度存在巨大差异。

卫星的速度与汽车、飞机相比是很快的，但与光速相比，却是九牛一毛。

如果人类继续提高物体的速度，空间扭曲的程度就会迅速加大。

你走得越快，“时钟”就会变得越慢。

时间旅行不取决于运动方向，只取决于物体的速度。

因为无论你向哪个方向飞行，远离你或向任何方向接近你的光速始终是光速。这种奇怪的特性导致如果你以超高速向任何方向飞行，时间都会大幅扭曲。

在超高的速度下，你明显感觉自己只活了一年，但地面上的亲人却认为你飞了十年。

如果你瞬间转身飞回地球，你仍然是在穿越时空。时间不会倒流，因为你的运动方向完全相反。你的时间流速仍然会和地面上的一样。

如果从超高速状态持续减速，时间就不会倒流。不断的减速只会让你的时间不断变慢、减弱，你的时间流速也会不断向地面上的亲人靠拢。

当你放慢到和地面上的亲人一样的速度时，你们之间的时间流速又会变得相等，但这并不意味着9年的时差会回来。这9年的时间将永远消失，莫名其妙地消失。想要回来是不可能的了。

穿越之前，你20岁，你的亲人也20岁，然后你一年穿越了10光年。

返回地球后，你已经21岁了，但你的亲戚已经30岁了。

从你的角度来看，你只在飞船上呆了一年，每天打牌，计算清楚时间，除以10光年的距离，就可以得出你正在以超光速移动的结论，并且速度达到了10倍。光速。

但从你地面上的亲人的角度来看，你从来没有达到光速，而且永远比光速低一点。事实上，你花了10年多一点的时间才完成了10光年的旅程，从他自己10岁的年龄就可以看出。

这就是时间旅行，打乱了不同人的时间。

为了解释为什么不断消耗能量加速却永远达不到光速。只会让时间越来越慢，间接超过光速。人类用质量增加效应来解释。

简单来说，当你不断加速的时候，只有你自己感觉自己的速度比光速还要快。从外界看来，你只会越来越接近光速，而随之而来的，你的质量会迅速增加，加速的能量也会增加。转化为质量。

你的飞船上的时间会变慢，因为你自身质量的快速增加扭曲了周围的空间和时间。

当你继续减速时，质量迅速减少，周围空间和时间的扭曲也减少，然后时间的流动开始恢复正常。

因此，物体可以在时间和空间上以超过光速的速度行进，但它们不能以超过光速的速度行进。这并不矛盾，也不是对爱因斯坦相对论的狡辩。

但时间旅行并不意味着可以回到过去。一旦明白了原理，你就会知道这是完全不可能的。这都是电影为了凸显艺术效果而做的。

不管速度有多快，只会让时间越来越慢，但不管有多慢，它永远不会是一个负数，它永远是一个正值。

极其缓慢，如果在飞船里度过一年，在外界可能已经过去了几千年，但在超轻型飞船里只能活一百年。以你为中心的时间参考系永远不会改变。的。

这就是为什么它被称为慢时钟效应。当时钟慢下来的时候，在外界看来，你可能已经活了几万年，但实际上你仍然只活了100年。

时钟慢速效应不能改变航天器所经历的实时时间，但可以压缩时间。

如果空间无法改变，那么时间就会被扭曲，比如时间旅行。

如果时间不能改变，那么空间就会被扭曲，比如人类目前正在思考的所谓虫洞或者空间折叠。

不管怎样，时间和空间是相连的。想要在星空中高速移动，就必须至少扭曲一处，所以被称为时空效应。

至于为什么无论你飞向哪个方向、飞得多快，光总是会以光速远离或接近你 C、为什么光速有这么奇怪的特性？

这称为宇宙学常数。没有人知道为什么。科学家们只知道宇宙就是这样运作的。目前最顶级的宇宙学常数是光速C值，无人能突破。

但时间的流速可以不同。这确实存在。有很多证据。天上的卫星和你我手机里的导航系统就是证据。虽然时间流速的差异很小，但确实存在。它每时每刻都影响着你我的生活。

大量恒星的速度是难以想象的，众多恒星的质量也是难以想象的。这说明宇宙中存在大量时间和空间严重扭曲的地方。这些区域的规则与地球完全不同，甚至连时间都不同。

而这只是宇宙之谜的冰山一角。宇宙还有许多未知的法则。

只有明白了这一点，你才能明白宇宙的浩瀚和人类的渺小。

地球只是婴儿的摇篮，星星和海洋才是人类的未来，因为那里有无限的可能。