第2章 距离

飞船自动驾驶,最多留些人日常维护,飞船上搭载的乘客则通过长期休眠来度过这漫长的旅行时间。

自然是漫长的,因为宇宙是那样大。

宇宙间的距离大多以光年为单位,而作为宇宙距离衡量单位的最小量级,光年显得那样微不足道。

但也只是显得罢了。它实则无比遥远,也无比漫长。

一光年要光在真空中沿直线走一年。而真空中的光速是自然界物体运动的最大速度,且它实际上还是任何有质量的物体都无法达到的速度。

即便真的想尽办法穷尽手段达到乃至超过了光速,还要面对随之而来的更多问题。

最简单且直观的是当前进道路上有障碍物的时候以光速前行的物质是来不及转向躲避的,它会带着极其庞大的动力势能撞过去,然后……砰!

总会有一个碎的。

退一万步说,即便前进路上没有挡道的,以光速为量级行进的物质也仍会面临着着粒子对撞和能量辐射这种无法避免的问题。

其实这些已经够要命了,可只要预防措施跟上也不至于真的要命。

最麻烦的是时间膨胀。

这实在是很有趣的一件事,因为费劲艰辛提到光速的目的是为了缩短到达目的地所需要的时间,但真达成了这个目的后这一过程所花费的时间反而会变得更加漫长。

更有趣的是什么?是运动过程中的存在自身甚至根本意识不到这件事。

这和时间本身的特性有关。

不同的学科流派对时间有着不尽相同的定义与概念,然而无论是哪种理论,在时间向度性上的解释都是相同的:时间具有单向性,它是不可逆的,它只能沿着一个特定的方向流动,它的拓扑结构总是向前推移,它永远从过去流向未来。

这种特殊属性也是时间之矢这个词的由来。

时间的方向是绝对的。

可时间的快慢却是相对的。

它受到很多因素的影响,不同的学科理论体系对此同样有着不同的阐述,不过总的来说,这些或相同、或不相同的因素主要包括三个内容:质量,速度,引力场。

而后者又可以看作是前两者的统一。

虽然很多人会将引力场与引力混为一谈,但它们实际上根本不是一回事。引力是时空曲率在时间维度的分量,引力场则是一种因时空弯曲而产生的几何效应。

只从定义上来看,引力场能影响到时间和距离的测量就已经是再明显不过的事了。

这种现象也被称为引力红移——不是天文学上的那个红移,即便它们确实都和物体辐射的波长会因波源和观测者的相对运动而产生变化有关。

而引力场的场强受度规张量的影响,和能量物质分布及运动速度成正比,于是理所当然的,物质运动速度同物质的质量一样,会影响到时间的流速。

二者之间的关系是负相关,物体的速度越快,时间流速就越慢。速度最快是光速,时间最慢是静止。

值得一提的是这种慢仍然是相对的。

很好理解,因为速度是相对的,是有着相对静止的参照物的,时间自然也一样。

随着坐标系的变动而变化的时长代表着动系时间的流逝,被称为坐标时;与之相对的则是静系时间的流逝,它被称为固有时,代表的是固有的时长。

前者是运动中的物质所感受到的时间流逝,它会随着物质运动速度的提高而减缓。在接近光速的时候,它会变得近乎静止。

而运动中的物质对自身所经受时间的感知仍是无比正常的状态。

事实上,如果将这速度一直保持下去的话,运动中的存在自身是体会不到所经历的时间实际上是发生了变化的——这意味着无论目的地有多远,从感官体验上来说都是在瞬息间抵达的。

可无论尽头在哪,道路总有终点,行进总会终止,速度也终将迎来放缓、回归正常的那一刻,这时,时间这才体现出它的威力来。

在这行进过程中的短短一瞬里,外面的世界早已经历过无数次沧海桑田。星云聚了又散,无数星球从中诞生又迎来毁灭,文明的兴衰演变更是如同一粒小小火花般转瞬即逝、不值一提。

而这场旅途的来处和去处自然也全都随之烟消云散、彻底不复存在了。

那这场旅途本身,还有着什么意义呢?

所以星际间的旅行是没办法追求快的。花费大量时间来进行低速飞行以抵达目的地成了最现实、最具可能性、最稳妥的方法。

……

……

……

看上去似乎是这样的。

但真是这样、真的只能如此吗?

关于光速和时间快慢的关系。

这点应该不用多说,狭义相对论的经典理论,术语上叫时间膨胀,简单来说就是时间的流速会随着运动速度的提高而减缓,也被称为钟慢效应。

要注意的是广义相对论里也有时间膨胀,而且和狭义相对论的时间膨胀并不是一回事,这也是文中说“不同的学科理论体系对此同样有着不同的阐述”的原因。

和狭义相对论里影响时间流速的因素是运动物体的速度不同,广义相对论里影响时间流速的是引力场的强度,为了便于理解这项因素也可以等价代换为物体的高度——或者说物体所在的位置——物体越高时间流逝越慢,也被称为引力红移。

虽然在文中进行了一下综合解释且在实际生活中两种情况都必须考虑在内,但这两种理论里的时间膨胀严格来说并不是一回事,不过无论哪个时间膨胀都是目前已经经过多次实验验证、在现实生活中的有着如GPS定位等实际应用的理论。

但到达光速时间就会静止、超过光速时间会倒流的之类的说法目前还只能说是一种猜想。毕竟,就像文中提过的,光速本就是任何有质量的物质无法达到的速度,真到达了这个速度会怎样无法得到验证。超光速更是无从谈起。

作者有话说

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第2章 距离

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