“时间流量”深度揭秘，狭义相对论中时间变慢的本质

狭义相对论中时间转换及性质比较

前提条件：

爱因斯坦在狭义相对论中提出二条假设：

第一条相对性原理，物理规律对所有惯性系都不变。

第二条“光速不变”原理，真空中光速与参考系无关，即光速与光源运动和观察者运动无关。

1、爱因斯坦著名的狭义相对论时间公式

t=t0/√(1-v^2/c^2) (1)

公式 （1）中：t是运动物体以速度v运动的相对时间，v是运动物体的相对于参照系的速度。t0是参照系的时间。

我们对爱因斯坦的相对论时间公式（1）进行变换，等式两边平方，整理后得到公式（2）

(ct0)^2+(vt)^2=(ct)^2 (2)

我们发现公式（2）相当于勾股定理形式，a^2+b^2=c^2，现在把它标注在图一中。

请看下图，狭义相对论时间三角。

图一，爱因斯坦时间三角

'ct0'是三角的垂直边，在运动物体静止时（参考系的）的时间t0乘以垂直光速c，相当于静止时光走过的垂直长度；

'vt'三角的水平边，运动物体以相对速度v乘以运动时间t，是相对于参照系走过的水平路程。

'ct'三角的斜边，是物体以相对速度v运动后的时间t乘以光速c，相当于光走过的斜边长度ct。

2、公式 (2)中三条（直角三角形的）边的实际物理意义分析

2.1、我们假设一个飞船在天花板上安装一束激光，垂直照下地板，飞船上有个从参照系带来的时钟计时，与参照系的时钟一样。先在静止时计时，激光垂直照下地板所用的时间标定t0，从静止开始加速到相对参照系速度v（向左箭头方向），再测定激光垂直照下地板时间设为t。我们再画一张示意图如图二，发现图一、图二是完全一样的。

图2 飞船上时间三角

参照系观察者可以看到图2 右边的情形，飞船飞行时光走了斜边（光速不变），线路是变长了，我们可以得出公式：

(ct0)^2+(vt)^2=(ct)^2

与公式 (2)一模一样！

所以公式(2)的物理含义是：

对在参照系上的观察者看来：

是因为飞船飞行时光走了斜边，线路是变长了，所以飞船上时钟计时变（走）慢了。这就是所谓的”时间膨胀“效应。

按爱因斯坦的狭义相对论的设定，所以公式(2)是参照系观察者的物理定律。

2.2、我们将公式 (1)再进行变换，很容易得到公式(3)：

t0c=t*√(c^2-v^2) （3）

对在飞船上的观察者而言：

见图2。公式(3)中t0c项是飞船静止时，光从顶到地板的垂直路程所用的时间t0，乘以垂直光速c。其值是飞船从顶到地板的垂直高度。

而t*√(c^2-v^2) ，t是飞船飞行时光从顶到地板的垂直路程所用的时间，其中√(c^2-v^2)这一项是光在飞行时相对于飞船地板的垂直速度。

所以t*√(c^2-v^2)，其值也是飞船从顶到地板的垂直高度。

因此，公式(3)的物理意义是：

对在飞船上的观察者而言，光速虽然不变，但光在垂直方向相对速度变慢了，或者说这个时钟走慢了、出现”时间膨胀“，所以相对于参照系时间是变长了。

换一角度说，上述”时间膨胀“问题，如果把时间比作”时间流“，是时间流速变快了！

同样，公式(3)是飞船内观察者的物理定律。

按爱因斯坦的狭义相对论的第一条假设，公式(3)和公式(2)的物理定律是等效的，所以时间的物理公式没有区别。

2.3、再进一步深入。对飞船内观察者而言，假设在以v速度飞行的时候，经过第二个参照系，假设这时候第二个参照系与飞船相对速度为零，我们再测一下光从顶到地板的垂直路程所用的时间，这个时间记为t01，然后加速到相对于第二个参照系速度v时（并保持速度v恒定），同样方式测的时间为t1。得到公式（4）

t01c=t1*√(c^2-v^2) （4）

现在再来比较一下公式(3)与公式(4)，很明显，物理公式一样，对飞船内观察者而言，同样出现时钟变慢、”时间膨胀“。

但等式左边的光速c的实际值似乎已经不一样了，公式(4)c=t*√(c^2-v^2)，t与t1时间不同，由于速度与”时间膨胀“效应不同，即第二个参照系静止时的垂直光速c相对于第一个参照系静止时的垂直光速c，前者显然是变小了。似乎突破了相对论第二条“光速不变”假设。

按“时间流量”的思想分析，是出现了（绝对光速变慢）时间密度变大、流速也变快的两种变化情况。真实的时间是时间”密度“乘”流速“的”时间流量“。

》》》现在，我们正式把这种思想称为“时间流量说”。

”光速不变“问题出在哪里呢？

1、问题出在第二次测量时所用的时钟不是从第二个参照系带上来的，用了第一个参照系的时钟。

从”2.3“分析出现的这个问题可以发现，不存在不变的绝对光速，不同的空间绝对光速是不一样的。（相对）光速和“光速不变”都只局限于各自空间的参照系。

所以，这一点反过来证明了，爱因斯坦的”光速不变的假设“是局域性的，只对一个参照系有效，不能随意推广到任意的宇宙空间！

2、对于上面的说法，有人会不服、反驳说，你采用的”光速“标准是垂直于运动方向的光速是不对的，光速要与运动方向一致才可以比较。

但理由是，采用垂直于运动方向”光速“标准是避免出现悖论。同时，并不违反相对论第二条“光速不变”的假定，即“真空中光速与参考系无关，光速与光源运动和观察者运动无关”。

因为，1、在速度方向所谓的相对论的”长度缩短“问题，即空间坐标差异与时间同时性问题会出现悖论，所以不采用。

2、相对论的”长度缩短“本身就是悖论，因为空间坐标不同，时间也不同，测量长度又要时间统一这就是悖论。空间是不会缩短（弯曲）的，从本质上说缩短的是时间流速或时间密度。不是空间本身。

有关空间不会弯曲，请看《惊人的事实：空间不会弯曲！爱因斯坦广义相对论要骗我们多少年？》

因此，本文相关讨论得出的结论有效。

综上所述

1、时间快慢有两个条件，一个是所在参照系空间的绝对光速和与参照系的相对速度。所在参照系的绝对光速正比于”时间密度“，与参照系的相对速度正比于”时间流速“，真实的时间是时间”密度“乘”流速“的”时间流量“。

2、在时间密度相同情况下，更快的参照系相对速度会进入更慢的时间流速中，所以时间变慢，时间膨胀。

例子：如地球地面上同一（引力场）高度下，相对速度不同的时间比较情况。

3、在与参照系的相对速度相同情况下，若进入了更高密度的时间流中，同样时间变慢。

例子：如太空船上与地面时间比较情况，太空船（虽然相对速度较快，但相对光速微乎其微）主要因为离开地球质量中心远、引力场变弱，所以时间密度降低较多，时间密度乘以时间流速，流量变小，因此整体效果太空船上的时间反而变快，“时间压缩”了。

4、相同的时钟位于不同时空所计时间不能相互比较，相同的时钟只有在相同的空间（同一个空间坐标）所计时间才可以比较，或才有所谓的“时间同时性”。否则，即便时间一样，也不具有同时性。

以此引申出，光速必须测一个来回，在同一点计时，不能测单程光速，否则没有比较意义！

5、对于整个宇宙空间而言，不存在不变的绝对光速，不同的空间绝对光速是不一样的。相对光速和“光速不变”都只局限于各自空间的参照系；

爱因斯坦的”光速不变的假设“是局域性的，只对一个参照系有效，不能随意推广到任意的宇宙空间！

6、本质上，空间是不会缩短、弯曲的，所谓缩短、弯曲的是空间中时间密度和流速或者说是虚拟的时间本身，不是真实的存在的空间本身。

有关空间不会弯曲，请看《惊人的事实：空间不会弯曲！爱因斯坦广义相对论要骗我们多少年？》

7、绝对的说，空间坐标不同时间密度和流速也不同。因此时间只能比流量！

联想到，在宇宙外太空探索中，光有一个精确的时钟是不行的，还要有一个引力场仪（引力场强度与绝对光速关联）和相对速度仪，这样测量计算获得的时间才真实有效。