之前發表過一篇關於引力透鏡效應的文章。核心內容是，透過引力透鏡效應，人們可以直觀地看到質量對時空的扭曲，證明愛因斯坦的時空扭曲理論是真實正確的。
看了文章，有的朋友似乎終於同意空間是可以彎曲的，但也提出了一個問題：空間是彎曲的，為什麼一定要用“時空”這個詞？這跟時間有關係嗎？事實上，在我過去的許多文章中，我已經解釋了時間膨脹的影響。如果你看過這些文章，你就不會問了。
什麼是時間膨脹
時空彎曲理論和時間膨脹理論都是愛因斯坦相對論的內容。在狹義相對論中，愛因斯坦主要闡明瞭速度與時間的關係，一般稱為速度時間展開問題；在廣義相對論中，他強調時空曲率的關係，也就是引力時間膨脹的問題。
愛因斯坦相對論的核心內容是解釋時間、空間和物質之間的關係。透過一系列詳細的數理邏輯論證，他認為時間、空間、物質三位一體，證明了時間和空間在不同座標系下是相對性的。 ，從根本上顛覆了經典物理學的絕對時空觀。
論證過程非常複雜，這裡就不多說了。結論很簡單，就是在不同的速度和不同的引力場下，時間會膨脹。說白了，在速度較快的座標系中，會有減速效果，距離會縮短，時間會過去。越慢；而在重力較大的座標系中，時間會流逝得更慢。
但有兩個天花板：光速和黑洞的史瓦西半徑，也就是時空的終結。當物體的運動速度達到光速，或進入時空曲率無窮大（引力無窮大）的黑洞視界時，空間為零，時間停止。
但是光速使得我們這個世界的天花板不可能達到，更不用說突破了，任何具有靜態質量的物體。這是因為質量增加的效應。當物體接近光速時，它的動能和質量將變為無窮大。也就是說，即使是基本粒子，如果要達到光速，其所需的能量和動量也是無窮大的。
我們的宇宙也是有限的。換句話說，不可能有無限的能量將一個靜止質量的物體推到光速，達到光速的粒子的動量將超過宇宙的質量。這本質上是一個悖論。這個問題我之前已經解釋過很多次了，今天就不講了。
現在我們只用兩個時間膨脹公式來談談時間與速度和空間的關係。
兩個時間膨脹公式的含義
狹義相對論給出的速度時間展開公式為：t‘=t/√［1-（v/c）²］
式中，t’為速度時間擴充套件效果值； t為低速觀測器第一個時鐘的時間記錄； v 是第二個時鐘相對於第一個時鐘的移動速度； c 是光速。
廣義相對論給出的引力時間膨脹計算公式為：t‘=tx√（1-2GM/rc²）
式中，t’為重力時間膨脹效應值； t 是觀測者在低重力慣性系統中的時間流逝值； G為萬有引力常數，取值為6。67x10^-11N·m²/kg²； M是天體的質量； r 是天體的半徑； C是光速。
這一時期的推導過程非常複雜，就留給那些質疑相對論的“高手”來挑選和使用。科普我們不需要了解得那麼深。
根據速度時間膨脹效應公式的計算，當一個物體的運動速度達到光速的一半時，也就是每秒15萬公里左右，時間膨脹會達到1。15倍，即慢15%，所以飛船上的人要過去1年，地球人已經過去了1。15年。
當達到光速的99%時，時間膨脹效應將達到7倍，即飛船上的人過去了1年，地球上的人過去了7年；而當光速達到99。999999999999%時，時間將擴大707萬倍。飛船上的人已經過去了一年，地球上的人已經過去了707萬年。
同樣，在引力越大的座標系中，時間的膨脹越大，也就是時間的流逝越慢。在科幻電影《星際穿越》中，飛船抵達靠近黑洞的米勒行星。這個黑洞是太陽質量的1億倍。電影沒有給出到黑洞視界的距離，而是給出了宇航員。我們在那裡呆了一個小時，地球已經過去了7年，也就是說時間膨脹了6萬多倍。
所以當宇航員庫珀返回地球時，他還是那個樣子，他的女兒已經90多歲了。
宇宙中已知最大的黑洞SDSS J073739。96+384413。2的質量是太陽的1040億倍。它將在其附近擴充套件多少時間？給定到黑洞視界的距離，我們可以根據公式計算出來。
很多人不屑學習相對論的相關知識，基於吃喝邏輯否定時間膨脹理論。但不管他們相信與否，時間膨脹理論早已被用於科學研究和各種技術應用。最典型和最常用的例子是導航和定位系統。如果衛星和地面時間沒有相對調整，導航會帶你到爪哇。
那麼時間膨脹效應能讓人活得更久嗎？
我的答案是否定的。
很多網友有一個誤區：既然在高速飛船或大引力場附近時間流逝會變慢，那麼生活在這個座標系中的人不是更長壽嗎？
事實上，事實並非如此。因為在這種座標系下的人，還是感覺時間在正常流逝，一點也沒有慢下來。時間是1分1秒，1小時1天，感覺跟在地球上一樣。如果我們忽略太空旅行的各種影響因素，如輻射、失重等，它們的壽命不會改變。
換句話說，他們在地球上可以活100歲，但在飛船上只能活100歲。
事實上，太空旅行的條件遠不如地球安全，所以在同樣的醫療保障條件下，壽命會受到很大影響。但如果他們回到地球，與地球人流逝的時間進行比較，就會發現地球人的時間流逝比他們快。快多少取決於他們的飛船有多快，或者他們停留的引力場有多大，以及他們停留了多長時間。
根據速度-時間膨脹公式的計算，如果你乘坐一艘光速為99。99%的飛船飛回1年，地球已經過去了70年；如果乘坐99。999999999999%光速的飛船返回254萬光年的仙女座星系，航海者號只用了0。7年，也就是8個多月，距離地球已經過去了508萬年。
如果船上的飛船速度很慢，低於光速的50%，甚至更慢，時間膨脹效應就會很小，影響也很小。現在的飛船速度只有每秒十幾公里，旅行者的時間膨脹效應與生活在地球上的人相比完全可以忽略不計。
時間的流逝變慢了，它在各個方向都變慢了
時間膨脹效應不是感覺時間在變慢，而是完全沒有感覺。所謂尺縮效應，可以理解為速度越快，距離越短，時間也不需要那麼多。縮短了多少？這對應於時間膨脹的倍數。
例如，乘坐99。999999999999%光速的航天器到距離254萬光年的仙女座星系，時間擴大了707萬次s，相當於距離縮短了 707 萬倍。因此，254萬光年的距離只有0。35光年左右，來回。距離只有0。7光年，飛船的速度接近光速，當然時間也只有0。7年左右。
此計算只是為了說明本題的理論值，不考慮加速、減速和停留的時間，請不要在此出錯。
所以，飛船上的人，不是覺得只有這麼久，而是真的只有這麼久。這種時間流逝的速度不是表面的，而是骨子裡的。從他們的意識來看，他們體內的每一個細胞，甚至構成細胞的各種原子元素，代謝迴圈都只是經歷了這一次的變化。
重力系統中的時間膨脹效應是相同的。
所以，高速旅行者只是比地球上相對靜止的人“過”得慢而已，而對於他們自己來說，真正的感受是1天就是1天，並沒有多少感覺。到 1 點。
這有點像我們常說的凍齡，也就是凍齡，或者把人凍在雪地裡，然後讓他們在很多年後醒來。從覺醒者的角度來看，這個世界已經過去了很多年，但是這能說被冰封的人活得更久嗎？
未來深空航行將時間膨脹效應降到最低
時間膨脹效應是客觀存在，是宇宙法則，不會給太空旅行的人帶來任何好處，反而會增加不少麻煩。比如，真的有接近光速的飛船。離開地球去某個星球的人之後，他們的親戚都走了。大地已經是滄桑了。這種探索或旅行的意義何在？
因此，未來深空旅行的速度只是一方面。速度在光速50以下的時候，時間膨脹的效果也不算太麻煩，人們還是可以接受的。但對於更快的旅程，很可能不是靠速度提升，而是另闢蹊徑。
目前，科學界認為突破深空導航速度瓶頸的途徑有兩種，即穿越蟲洞和曲速引擎。通俗地說，這兩種方法都是透過鑽隧道和走捷徑到達目的地。從整體的行進距離和時間來看，似乎超過了光速很多倍，但實際上並沒有增加速度，所以不受光速影響。不會因為障礙而產生速度速度膨脹效果。