速度越快壽命越長! 狹義相對論顛覆你的世界觀

在經典

世界觀

中，根本不會想到速度和時間相關，但是直到1905年愛因斯坦提出狹義

相對論

出現之後，這一切將變得玄而又玄。

點選載入圖片

狹義相對論中重要的之一就是動鍾延緩效應，運動的時鐘，和靜止的時鐘一個走的快，一個走得慢。

動鍾延緩效應

動鍾延緩實驗的推導的過程，我們可以對時間來進行測量，可以取一組平行的鏡子，鏡子上面我們可以做一個計時器

當有一束光打到上面的鏡子時，它會反射回來，我們可以測量出時間是△t0，這個測量是在靜止座標系來進行的。

點選載入圖片

現在我們把測量的行為發生變化，使鏡子平行移動，這個時候我們再來發出去光，在這個運動的座標系中，它實際上是靜止的。

但是如果我們選觀測者是在一個靜止的座標系來看的話，那麼光所走過的路徑，就斜著上去再落下來。

就會使得光所走過的路程會發生變化，所以我們透過一些簡單的幾何關係就可以匯出，運動的座標系當中的時間和在靜止的座標系當中的時間，會出現一個偏差。

那麼這個差，差上一個係數，就可以得出運動的座標系下，所測出來時間間隔和靜止的座標系下所測出來時間間隔當中會存在差別。

這個差別那麼就是一個

洛倫茲因子

，所以說會造成動鍾延緩的效應。

所以，如果看到有一個鐘，它處於一個高速運轉的話，對於我們靜止座標系來看，這過程它就會變得緩慢。

點選載入圖片

高能粒子高速時，壽命延長

對於動鍾延緩效應，在我們物理實驗室已經得到了很好的驗證，可以透過μ介子衰變來驗證它。

μ介子它的半衰期通常只有2。197微秒

點選載入圖片

如果在迴旋加速儀當中使得μ介子以接近於光速在執行，比方接近於0。9999倍的光速的時候，這個時候它的半衰期可以達到171。3微秒。

在實驗上，人們可以得到非常好的檢驗，，對於時鐘延緩效應，還可以透過超高能宇宙射線能夠在地面被探測到也可以得以檢驗

因為高能粒子很多壽命都非常短，之所以能夠在地面能夠接收到，就是因為它高速的執行使得它壽命變得長了。

點選載入圖片

質能公式

可以說狹義相對論取得了巨大的成功，

基於狹義相對論愛因斯坦給出，E=MC平方，質能公式

在質能公式的指引下，人們製造了原子彈，製造了氫彈，能夠釋放出巨大的能量。

在我們恆星內部所進行的核反應，也是透過質能關係來提取能量

狹義相對論跟量子力學跟粒子物理緊密相關，所以說它是整個物理大廈當中，非常重要的一部分

孿生子佯謬

當然對狹義相對論也存在有一個問題，其中一個非常著名的問題就是，孿生子佯謬問題。

如果有一對雙胞胎，其中有一位成為了宇航員，他坐飛船高速的離開我們地球，當這個飛船飛回來之後，就會碰到一個情況！

點選載入圖片

到底是哪一個變得會更年輕呢？

對於地球上的這個觀測者來看，因為飛船高速的執行，他會認為坐了飛船回來的這位兄弟他應該非常年輕，很有可能自己已經白髮蒼蒼。

但是因為速度是相對的，對於飛船上的觀測者而言，他自己沒動，而是地球在高速的執行，所以說可以給出相反的效果。

所以說這是一個佯謬，對於這樣一個佯謬的解決，狹義相對論本身是無法給予解釋，必須得引入廣義相對論才可以給予解答。

點選載入圖片