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我们都知道,我们人类自身生活在4维空间里。
所谓4维空间,就是长宽高三维加上一维时间轴构成。
我们人类可以很清楚的观察3维空间的物体,但是却无法观察我们自身所处的4维空间。
更高维度的空间,那就更加无从想象了。
我们认为,各个倳件之间的空间距离与时间间隔,仅仅是这些倳件之间的基本4维距离在三维空间轴与时间轴上的投影,因此,旋转四维坐标系,便可使距离部分的转变为时间。这个过程也就是我们常说的“时空转换”。
那么,在什么样的情况下,我们要旋转这个四维坐标系呢?
事实是,我们从运动的物体上看发生的倳件时,这个坐标系就要跟着旋转。
而旋转的角度,与运动的速度相关。速度越快,角度就越大。
因此,如果说在静止系统中,四维距离是百分之百投影在空间轴上的话,那么,在旋转后的系统中,四维距离的投影就总是要变小些。
换句话说,速度越大,物体的长度就会变短。
这个就是我们常说的缩尺效应。
另一个效应就是慢钟效应。也是一样的道理。
如果在一辆高速行驶的列车中放一块表,那么这块表的时间会比平时变慢。
因此,运动系统中时间变慢的这个情况,为星际一日游提供了有趣的根据。
假如你打算去天狼星,大约和地球相距九光年。
而且,你坐的宇航器速度几乎有光速那么快。
也许我们一般都会认为,需要一十八年才能往返吧。
可是当你去超市采购了大量的食物和生活用品登上宇航器出发之后,你将会发现,你的担心完全是多余的。
假如你乘坐的宇航器速度确实接近光速,达到光速的99.99999999%,那么你的时钟,呼吸,生活都将减慢七万倍。
因此,你去一趟天狼星所要花费的十八年,在你看来不过是几个小时而已。
你完全可以吃过早饭之后从地球启程,到达天狼星的时候在那里吃顿午餐,然后继续返回地球,还能赶上晚餐。
不过,如果你不记得相对论的话,到你家的时候估计你会被吓到:
因为你的亲友已经在地球上度过了十八年了。
地球上的十八年,对于你这个接近光速的旅客而言,只不过是一天而已。
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