相对论：光速飞行时间静止，如果时间静止了人还会感觉到饿吗？

发布者：不虚此行 2023-4-11 06:09

对于狭义相对论中强调的“光速飞行”和“时间膨胀效应”（比如说光速飞行时间静止），不少人总会有误解，或者说理解的不够严谨，往往会“仅凭字面意思进行主观的判断”。

首先飞船绝对不会达到光速，因为狭义相对论告诉我们：任何静质量不为0的物体是不会达到光速的，这由质量效应公式：

（其中m为物体质量，m0为物体静质量，V为物体运动速度，C为光速）可以看出，物体运动速度V越大，式子的分母越趋向于0，物体质量m越大，如果V=C，m将变得无穷大，这样全宇宙的能量用来驱动物体运动都不够，因此这是不可能的，这就是光速限制原理。

达到光速是不可能的，咱就来说说非常接近光速时的情形吧：飞船运动接近光速，在地面相对静止的观察者看来它的时间确实变慢了，并且它的速度越接近光速时间越慢，飞船里的人的动作非常迟缓，一个喝水的动作好久好久不动。但飞船里的人却并没有觉得慢，相反在他看来，那相对静止的观察者的时间变慢了。他觉得飞船里的一切都非常正常，时间流逝的速率像在地面一样，很快到了中午吃午饭的时候，从早上告别地球的亲人坐上飞船到现在有六七个小时了，肚子感觉很饿，感觉能吃下一头牛，先喝点

水润润嗓子……。

上面的事情是很可能发生的

，这是狭义相对论所说的“钟慢尺缩”效应，而时间的同时性具有相对性，飞船的人和地面观察者处于两个不同的参考系，对同一事件的观察结果是不一样的，对事件发生的时间和时间间隔的判定都是不一样的。飞船上的人与地球上的人观察对方，都会觉得对方的时间变慢了，这并不矛盾，因为两者处于两个完全不同的参照系，比较他们的判断结果没有意义（深层探索就是著名的“双生子佯谬”，详见文末专栏）。

咱们把飞船的速度再加大，飞船的人觉得这次加的速非常大，应该超过光速了（当然他没有测量），可在地面观察者看来，飞船的速度仍然没有达到光速。这个事实说明：不是我们飞船没有“达到”30万千米/秒的速度的能力，而是即使“达到”了，但从任何参考系看来，飞船仍然没有达到光速。而光对于这个速度的飞船来说仍然是光速。也就是说飞船永远追不上光，即使飞船超过30万千米/秒的速度了（当然这是不可能的，这么说是为了更好的理解），光对于飞船来说仍然是光速，这是对光速限制原理的更深认识。这个原理不是相对论规定的，也不是爱因斯坦规定的，而是一个宇宙规律。

既然达不到光速，在任何参考系看来飞船的时间都不是静止的，尽管很慢。在飞船里的人看来时间更不是静止的。现在我们就顺从很多人的想法再延伸一下：即使在地面观察者看来飞船达到光速了（还是要强调，这是不可能的，这么说是为了更好地诠释相对性），飞船的时间静止了（实际上并没有任何证据能证明飞船达到光速时间就会静止），但在飞船里的人仍然丝毫没觉得时间变慢，哪怕是“达到”光速的那一刻。因为飞船的所有东西包括人相对于飞船这个参考系的速度是静止的，人在飞船里并没有感到时间变慢。可见即便飞船以光速运动（这是不可能的），在地面看来飞船的时间静止了，但对于飞船里的人来讲时间仍然是正常的。