时间膨胀

在一个惯性系中被观测到的时空相对效应
时间膨胀是一种基于时空相对性的现象。这种现象是时间在相对论中发挥的作用。对于观测者来说,运动中的物体不仅测量长度与其静止时不同,而且与运动物体关联的物理过程也比静止物体的同样物理过程要慢。1905年,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)意识到时间膨胀现象。[1]
时间膨胀不是发生在运动物体上的物理效应。相反,它们是测量的产物,发生在测量者和被测物体有相对运动时。只要两个物体都处于惯性运动中(速度不变,没有加速度),无论是测量者在运动而被测物体静止,或是被测物体在运动而测量者静止,都无所谓。两种情况下,时钟以及置于测量物体上的一切物理过程,都会显得比测量者和被测物体相对静止的情况要慢。于是,两个彼此相对运动的惯性观测者,每个都会宣称自己的时钟是好的,但对方的时钟走慢了。[1]因此,时间膨胀效应是一种相对效应,也叫钟慢效应。[2]

发现过程

人们通常会认为,光波的速度因与人们运动的方向相同或相反或取各种中间角度而有所不同。令人惊奇的是,爱因斯坦却认为事实上不会是这样。20世纪初,爱因斯坦就认识到,人们的时空观并不完善。他是通过分析电和磁相结合产生电磁辐射(例如光辐射)特性的规律得出这个结论的。他认为,如果光在一切测量中具有协调一致的特性的话,在物理学中光速必定扮演着主要角色。特别是,真空中的光速必须不变,无论光源和观察者做什么样的相对运动,真空光速总是每秒三十万千米。
时间膨胀