2014年，由克里斯托弗·諾蘭執(zhí)導的科幻冒險電影《星際穿越》全球震撼上映，在迎來票房和口碑雙豐收的同時，也引發(fā)了一場人們對于時空旅行的思索和討論。
影片中，一隊探險家試圖通過蟲洞通道回到過去，尋找可拯救地球的植物和農作物。然而，當通過蟲洞的時候，他們發(fā)現(xiàn)飛船上的一個小時相當于地球上的七年時間。造化弄人，當主人公回到地球時，自己的女兒已經白發(fā)蒼蒼，而父親卻和坐上小火箭離去的時候那么年輕。當我們?yōu)槠嗝赖墓适逻駠u不已時，我們不禁要問，時間真的可以變慢嗎？
答案是肯定的，影片中的這一情節(jié)正是根據(jù)確鑿的科學理論改編而成，這個理論正是相對論。
相對論是關于時空和引力的基本理論，主要由阿爾伯特·愛因斯坦創(chuàng)立，依據(jù)研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論。研究對象是超越人們日常經驗的高速運動世界和廣闊的宇宙。
在狹義相對論中，愛因斯坦提出的“四維空間”是一個時空的概念。簡單來說，我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關系，是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸。
狹義相對論還認為，運動中的尺子會縮短，這就是著名的“尺縮效應”。人們平時處在低速運動中不會覺察，但如果以每秒26萬公里的速度運動時，一米的尺子就會縮成半米。狹義相對論表明，高速旅行會使時間變慢。假定將來人們能制造一艘接近光速飛行的宇宙飛船，從地球出發(fā)飛向遙遠的星系，來回的旅程僅僅幾年，但在此期間地球上已過去了幾千年。
這就是為什么電影《星際穿越》中，飛船上的一個小時相當于地球上七年時間的理論依據(jù)。
狹義相對論是由愛因斯坦在洛侖茲和龐加萊等人的工作基礎上創(chuàng)立的時空理論，是對牛頓時空觀的拓展和修正。愛因斯坦以光速不變原理出發(fā)，建立了新的時空觀。
1915年，愛因斯坦把狹義相對論發(fā)展成廣義相對論。廣義相對論認為，沒有物質的時空是平坦的，有物質存在的時空就變得彎曲了，兩點之間的距離因物質的存在而被拉伸或擠壓。打一個直觀的比方，水平抻開的一塊布應該是平坦的，當你在布上放置一個鉛球后，布面就變得彎曲了，這時再放置一個小玻璃球在布上，它就會滾向中央的鉛球。同理，星球的質量使周圍的時空彎曲，星球上的“引力”實際上是一個時空被彎曲的現(xiàn)象。
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