在讨论光年的时候,人们往往容易产生误解,以为它是一个时间单位,实际上它是衡量距离的,代表光在一年内行进的距离。 长久以来,人们一度误以为光的传递是瞬时的,无需时间。然而,随着科学的进展,科学家们发现光也有其特定的速度,大约为每秒30万公里,在真空中。 既然光速不是无限的,这意味着我们所观测到的任何事物并非其当下的状态,而是过去的某个时刻。举个例子,天文学家们通过望远镜观测到100亿光年外的星系,实际上我们看到的是100亿年前的情形,那个星系现在可能已经不复存在了。 以此类推,我们所见的太阳也不是此刻的太阳,而是8分钟前的太阳。如果太阳突然消失,我们也只能在8分钟后才能看到这一幕,在这之前,一切似乎如常。 然而,我们以上对光年和时间的理解,都是基于人类自身的角度出发。也就是说,以人类的角度来看,太阳光抵达地球需时约8分钟。 但若从宇宙的全局视角来看? 从宇宙的视角来看,或者说从光的本质来看,光子本身根本无时间可言。如果光子有意识,无论通过何种方式,你都无法向它解释何为时间,它会感到困惑:什么是时间? 就如同你无法让一个人理解现实中不存在的颜色一样! 对光子而言,跨越遥远的距离只在一瞬间,因为它没有时间概念,光子的一瞬间等同于我们的永恒! 当然,上述“一瞬间”的说法并不确切,因为连一瞬间对光子来说都不存在,这只是为了便于理解的通俗说法。 实际上,光子能无需时间地跨越任何距离,因为光子没有时间,当然也就无需花费时间。换言之,对光子而言,没有过去与未来,只有当下,只有瞬息万变的此刻。 如果从爱因斯坦的狭义相对论角度去理解,也能体会到光子没有时间的概念。 狭义相对论提出,时间与空间是不可割裂的整体,共同构建了四维时空。物体的速度越快,时间就会显得越慢,这便是所谓的时间膨胀或钟慢效应。 而当物体速度极其接近光速时,时间就几乎静止了。当速度达到光速时,时间就完全停滞了。 实际上,上述观点也不甚严密,因为速度为光速时,并非“时间静止”,而是“时间不存在”了。通常我们所说的“时间静止”,只是为了便于理解的通俗说法,对普通大众来说,这样理解并无不妥。 鉴于狭义相对论的基石是四维时空,即包含时间与空间,但光速状态下这两者都不复存在,因此任何达到光速的物体都不能用狭义相对论来解释。 简单说来,光速领域已超出狭义相对论所能解析的范畴,该理论仅适用于亚光速世界,只要速度不达光速,哪怕极其接近光速,理论都成立。 实际上,时间膨胀效应是存在的,只是由于我们通常经历的速度缓慢,无法感知到这一效应。 就算达到第一宇宙速度,即每秒7.9公里,每日的时间也仅慢了约30微秒。但当物体速度接近光速的99.5%时,时间膨胀效应就非常显著,可能会膨胀至10倍左右。这意味着在静止的物体度过10天的同时,该物体只过了一天。 物体速度越接近光速,时间膨胀效应就越显著。若物体速度无限接近光速,就相当于在进行光速飞行,该物体的一瞬间,就等同于宇宙的永恒! 实际上,这正是我之前提到的“光速飞行,时间静止”。当然,这种说法并不严格,但我们可以这样通俗地理解。 光就是这样非凡,但从另一角度看,光也很“无奈”,因为从它诞生的那一刻起,它的一生就已经凝固。光子无法体验到时间推移带来的种种美好,光的一生只包含一个“瞬间”,只有现在,没有过去和未来! 鉴于时间和空间是相依相生的,时间膨胀和尺缩效应会同时发生,不管距离多么遥远,对光子来说都如同近在眼前,换句话说,我们可以认为整个宇宙在光子眼中被浓缩成一个无限接近的点,任何事物都触手可及! 实际上,我们或许可以认为光子并不属于我们的四维时空,或者说光速是进入四维时空的临界点,一旦超过,就脱离了我们的时空范畴。 原因在于,宇宙间万事万物存在的基础是时间与空间,而光子恰恰缺乏这两者! |
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