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2002 年 4 月 2 日

時間特展 (82) : 星空中的時間： 狹義相對論裡的時間
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 在愛因斯坦以前，一般人總認為時間是「絕對」的，宇宙間任何的場合，不管在飛機上、在家中、在天狼星上，時光都以同樣的速度流逝，而其流逝的快慢可以數量來表示，凡是周期變化的現象，都可以作為測量的單位。20 世紀初，愛因斯坦開始介紹「相對時間」，就是在不同的情況下時間快慢不同，在客觀的周期測量上，快慢也有不同。以致於現今常以所在環境裡的原子和分子振盪的之周期 (頻率) 來作為測量時間的標準。如果我們用愛因斯坦的相對論觀點來看「時間」，那是很有趣且奇妙的事了。時間和空間彼此間有著非常密切的關係，愛因斯坦將時間視同於三維度空間外的另一維度的「空間」。依據狹義相對論，時間、空間和物體質量是隨著物體運行的速度而變的。從一個相對靜止的座標去觀察一個運動中的物體，那動的物體質量會相對地增加、與運行同向的尺度會相對地縮短、時間也相對地慢了下來。舉例來說，假設你搭乘速度可達 0.9999999975 倍光速的太空船，前往距離地球約 9 光年的天狼星。你或許擔心著如此遙遠旅程中的糧食問題，其實你只須帶一頓午餐就夠了。因為在那種高速飛行情況下，不單是鐘錶會慢下來，你的心跳、呼吸、以及消化等生理系統也會照著同樣的比例慢下來。如果你清早用過早餐後出發，到了天狼星正是吃午餐的時刻，進過午餐回到地球，正趕得上吃晚餐。根據你的時間，你往返兩地只用去了半天，可是地球上的人卻已經個個老了 18 歲。　　　

明日主題 : 時間特展 (83) : 星空中的時間： 雙生子的故事

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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