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孪生子效应

发表于:2004/06/14 13:09:11

孪生子效应

运动对时间的效应通常使用孪生子来做说明。故事大概是这样的:莎莉和山姆决定测试爱因斯坦的理论,所以莎莉在2001年登上火箭,以99%的光速冲向十光年之外的恒星,山姆则待在家里。当抵达目的地时,莎莉立刻调头,以相同速度回返地球。山姆看这趟旅程的时间长短为地球上20年,但是莎莉所经历到的时间却不同。对她来说,这趟旅程还不到3年,所以当她回到地球时,她发现时间已变为2021年,而山姆比她老了17岁,莎莉和山姆不再是年龄相同的孪生子了。事实上,莎莉已经被运送到山姆17年后的未来。若是速度够高,你能够“跳”到未来任何喜欢的日期里;以99.99999%的光速旅行,不到6个月的时间便可到达西元3000年。

时光旅行与太空旅行运作方式相反。两点之间最短距离是直线,所以在日常生活中,你要从A到B的最快方式是走直路。但是,当谈到时光旅行时,是待在家里的山姆老得比较多,也就是说,他花更久的时间才到达2021年。而莎莉在快速运动当中,大幅缩短了两个事件“2001地球年”及“2021地球年”的时间差距。事实上,莎莉来回的速度越快,则两个事件的时间差距会变得越少。

有些人认为这种孪生子效应很矛盾,因为从莎莉的观点来看,她在火箭里静止不动,而是地球飞离她。不过,其实并没有矛盾存在,因为莎莉与山姆的情况并不对称,莎莉是发动火箭加速离开的人,到达目的地星球时她调头回来,最后减速降落在地球上。这些运动上的改变,使她成为老得较慢的人。

注意莎莉不能够用这种方法“回到”2007地球年(出发后来回旅行有6年的时间),以便使自己的年纪与山姆变得再相等。如果她倒转旅程,她将再度跳进山姆的另一个17年之后。高速运动是到未来的单向旅程。

如何建造时光机
How to Build a Time Machine
作者:保罗.戴维斯(Paul Davies)
译者:郭兆林
出版时间:2004年5月1日
出版公司:大块文化


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