1971年，两架飞机分别搭载了两个在地面上校对成同一时间的原子钟，以相反的方向绕地球飞行，等飞机降落后，两个原本同步的时钟出现了时间偏差，第一架飞机比第二架飞机的时间慢了300纳秒。狭义相对论预测飞机的飞行速度越快，这种时间误差越大，速度越快时间越慢，完全归结于光速不变，现在很多人用伽利略相对性原理反对光速不变，其实在19世纪物理学家也不相信光速不变。
1864年麦克斯韦建立了完整的电磁学理论，预测了电磁波的存在，并断言光就是电磁波，麦克斯韦方程组就是最早的预测光速不变的理论，但是麦克斯韦本人一开始都不相信这一结果。1879年迈克尔逊联合爱德华莫雷多次改进干涉仪，设计了对以太风的测量实验，最后的实验结果居然是以太不存在，而且光速不变，随后科学家又经过了大量的实验验证，光速不管怎么观测都是不变的。
如果光速不变的话，可以设想这样一个场景，现在飞船上有一个人，而且他站在飞船的中间，他拿着两个手电筒同时打开手电筒，光线分别朝飞船的左边和右边照射，飞船里的人看到的光线是同时抵达飞船的左边和右边的，而如果地面上的人能够看到飞船内部的情况，他看到的画面将会是这样的。
由于飞船向右飞行，当飞船上的人同时打开手电筒时，地面上的人是先看到左边的光线抵达飞船的边缘，然后右边的光线才抵达边缘，飞船里的人同时打开两个手电筒是同一个事件，同一个事件在飞船里面的人看来和地面上的人看来确实是完全不同的结果。于是我们可以得到一个结论，同一事件在不同观测者眼里具有相对性，可以再举一个十分通俗的案例帮助大家理解。
你现在想象一个大草坪，现在有一个人称之为A，他现在以恒定的速度径直朝草坪的前方走去，我们现在计算它的步数，当他走到第20步的时候，刚好同时处于两棵树之间。然后再想象第二个人，称之为B，他和A以同样的速度和步伐走路，不过他是斜着走的，所以B先经过右边的树然后再经过左边的树，但是以A的视角，B走的每一个脚印的间隔距离都好像相对于自己缩短了，事实上A和B步伐的间隔距离是一样的，其实这仅仅只是视觉误差。
再想象一个画面，A和B平行，步伐和速度都完全一致，但是这时候B走的不再是平地，而是一个土堆，当B穿过土堆时会留下脚印，这时候在A看来B留下的脚印之间的间距似乎又缩短了，两个相同步伐和速度运动的人如果方向不同，观察者就会觉得对方的步伐缩短了或是方向相同，但是表面弯曲，平地观察者也会发现弯曲表面的运动者的脚印间距缩短了，这就是透视原理。
当我们将这种透视原理利用到时空上，就能完全理解相对论了，根据相对论，有质量的物体会弯曲周围的时空，所以宇宙中任何物质都是在弯曲的时空表面上运动，相对论的时空是比较复杂的四维时空，为了简化，我们可以将其想象成二维平面，就像刚才举例的草地一样。
现在一颗苹果和一颗卫星，它们都携带了相同的时钟，秒针每转动一次就相当于它们在草地上留下一个脚印，假设不管是人类、苹果、中子星还是原子，它们都以相同的速度运动，并且它们之间都相距三十万公里，每个事物都携带两个数轴，一个是时间轴，另一个是垂直于时间轴的空间轴，如果苹果和人以相同的速度平行运动，那么在人看来苹果的空间轴就和自己完全一致，所以苹果就是静止的。
如果苹果斜着运动，那么苹果的空间轴就发生了变化，所以就产生了速度差，这种速度差是由于它们之间的轨道角度带来的，想象一下之前举例的草地模型，如果现在有两只烟花绽放，人可以同时看见两只烟花绽放，但是以苹果运动方向的人是不可能同时看见两只烟花的绽放的，所以同时发生的事情是相对的，这的确还是视觉上的差异，这是由于两个观察者的时间和空间轴不同步造成的。
如果一个观察者观察另一个人的时间轴，就会发现他的时间缩短，两个人以相同的速度运动，但是却以不同的方向产生运动，于是就会产生时间膨胀。如果现在有一对双胞胎，一个留在地球上，另一个乘坐宇宙飞船在太空上飞行，并且再返回到地球上时，它的时间就过得更慢，也会显得更加年轻。
当我们把双胞胎的运动路径剖析来看，就会发现飞船上的人经过的路径远远大于留在地面上的人，各自携带的时钟并没有经过相同的路程，因此并不会得到相同的时间。事实上地球是有质量的，所以地球周围的时空是弯曲的，处于地球周围不同高度的物体时空弯曲的程度不同，双胞胎兄弟一个在地面，一个在太空，他们之间本来的时空弯曲就不一样，所以它们之间的时间自然不会一样。（以上内容取材于网络，请理性看待）
热门跟贴