普通人的相對論|7 宇宙中,有不只一種的「時間座標」

「時間變慢」說的是:相對運動的觀察者,擁有不同的「時間座標」;因此,對於相同的兩個事件,他們會測量到不同的「時間座標差異」。

狹義相對論說:我們以為的「絕對時間」,其實就像「地圖」一樣,可以有很多種版本;每一種都是「對的」。

  • 宇宙中,有不只一種的 時間座標,就像
  • 空間中,有不只一種的 地圖
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普通人的相對論|7 宇宙中,有不只一種的「時間座標」

等等,應該還是有個「標準」吧?

不然,為什麼是「地球人的時間變慢」,而不是「外星人的時間變慢」呢?

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補充:「看到」不是「觀測到」

你可能會想:

是不是因為外星人和地球相隔一段距離,而光旅行需要時間,因此,外星人才會覺得「地球人的時間變慢了」—— 畢竟,外星人看到的是地球人、地球事件好久以前發出的光。

不是的。相對論中的時間變慢,並不是因為眼睛的錯覺/幻覺。

外星人不是「看到」地球人的時間變慢,而是「觀測到」地球人的時間變慢。

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補充:「看到」不是「觀測到」

附註

[1] 外星人會測量到兩次事件中間隔 9,000 天,這個「9,000 天」並沒有什麼特殊意涵,只是隨便列舉的數字。

根據相對論:當相對速度越大(越快),「移動參考系」測量到的時間會比「靜止參考系」測量到的時間多 γ (gamma)倍。

因為 γ 的值會介於 1 到無限大,所以我們可以找到一個速度 v(接近 0.75 c),使得 γ 的值約等於 1.5,讓原本的 6,000 天變成 9,000 天。

  • 「靜止參考系」是指:兩個事件對這個參考系來說,發生在同一地點。
    「事件 1」和「事件 2」有同樣的座標位置。
  • 「移動參考系」是指:兩個事件對這個參考系來說,發生在不同地點。
    「事件 1」和「事件 2」有不同的座標位置。

在此範例中,地震發生在地球上,地球是「靜止參考系」;而外星人的船艦是「移動參考系」。

我們忽略了兩次地震的經緯度座標並沒有完全相同,因為和外星船艦近 0.75 倍的光速比起來,兩次事件在外星人的地點座標中,會有非常巨大的差異。

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