Question

狭义相对论的时间膨胀

Answer 1

狭义相对论预言，运动时钟的“指针”行走的速率比时钟静止时的速率慢，这就是时钟变慢或时间膨胀效应。 考虑在K系中的某一点静止不动（即空间坐标间隔为零：x=0，y=0，z=0）的一只标准时钟，此时洛伦兹变换中的前三个方程给出：
x'=vt'，y'=0，z'=0
这是时钟在K'系中的运动轨迹，即时钟以不变速度v沿x'轴的正方向运动。洛伦兹变换中的第三个方程给出（如下图）：
式中t是给定时钟显示的时间间隔，因而是固有时。由于时钟的速度v总是比光速c小，该式中的1/(1－v2/c2)1/2（即膨胀因子）大于1，因而t'>t，即在K'系中看来运动的时钟走慢了。但t'是坐标时，因为它是K'系中两个不同地点的时钟记录的时间之差，所以上面所谓的时间膨胀实际上是说“固有时比坐标时小”。直接的实验验证包括飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢。