我们在一些神话剧中总是会听到“天上一日,地下一年”的结论,不知道大家对这个说法有没有过怀疑或者思考。这个说法到底较早是源于何处?不过根据现在的一些科学道理,我们运用科学是可以解释这个现象的,不过这个现象和神话中的一些传说是不一样的。到底是不是“天上一日,地下一年”呢?一起来看看科学的解释。
“天上一日,地下一年”这说法较初源于王质遇仙的故事,给后人留下烂柯山神仙棋局的传说。
晋,王质,采樵信步入深山。见两童子在石上对奕,质置斧旁观。童子与质,一物形如枣核,食之不饥。至局终谓质曰:『此非人间。仙家片刻,凡世百年,尔合急归。』质回头见柯己烂,匆惶而归至家,景物全非,人莫之识。
仔细看这故事,可以发现有几个关键细节说明古人的脑洞和今日的科学有根本性的不同。
1、王质和下棋的两童子并没有处于高速运动状态也没有处于强引力场中,否则文中不会一点都不提到这事儿
2、王质没有饿死是因为他吃了仙家食物,这同时还能解释他保持青春没有衰老而死,这意味着王质本人其实还是处于正常时间流速之中的
3、对于第二点,可以通过王质放在旁边的斧头已经朽坏得到验证
所以,古人脑洞的神仙界时间流速和凡人界不同,和现代科学中涉及到的运动中或处于强引力场中物体时间流速变慢,具有本质差异,只不过在结果上恰好有相似之处罢了。至于西游记中的天上一日地上一年/十年,明显是借用了王质遇仙故事的影响。
但如果天庭的时间真的比地上的时间慢,那在现代科学的框架中,天庭要么不能停滞在某个地方不动,需要以接近光速的速度远离或者向着凡间而来,但孙悟空每次上天庭就是一个筋斗云的事儿,而一个筋斗云也就十万八千里,这似乎说明天庭和凡间的距离并没有发生明显改变,不然孙悟空每次要上天庭来回往返需要的时间可就越来越长才合理,不是吗?当然他需要通过南天门才能进入天庭,您要是脑洞再大一点,也可以把南天门想象成传送门或者级时空虫洞,不管天庭运动到了何处何方,通过南天门就能瞬时被传送到天庭中,又能从高速运动中的天庭里通过南天门再瞬时传送回凡间,只要保持南天门和凡间的距离不变,那么孙悟空上下天庭的时间不会发生明显改变才能说得通,不是吗?
除了运动,引力也能改变时间流速
当然,在上述讨论时间变慢这事儿的时候,我只考虑了高速运动状态。这并没有把可能影响时间流速的因素都考虑进来,爱因斯坦在广义相对论中,还明确提出了引力也可以改变时间流速。所以,不论是上山砍柴遇仙的王质还是上天庭的孙悟空,看来都可以摆脱需要高速运动的窘境,天庭完全可以保持和凡间的距离不变,而王质上山后也不需要坐上光速飞船,就能享受到时间上的变化,但这还是会有问题,而且问题不小,甚至更加麻烦。
什么问题?那就是山上的钟乃至天上的钟会比地上的钟走得更快,这是啥意思,意思是如果我们使用文学上的夸张修辞,应该这么表述才对,天上一年十年百年地上一日,而不是天上一日,地上一年十年百年。
一个奇怪的现象就是山上的钟走得比山下的钟快!卫星上的钟也比地面的钟走得快,这对于需要精确定时的卫星来说,需要纠正自己的钟,保持和地面同步,尤其是GPS导航卫星。
为什么山上的钟会比地上的钟走得快,因为地上的钟受到地球的引力影响更大,而山上乃至天上的钟受到地球的引力影响更小,引力越大钟走得越慢,反之钟走得越快。所以,王质在山上,他的钟应该走得比山下快,如果这个故事颠倒过来,那么它才真的是神乎其神。比如,要是我成为穿越者,回到遥远的古代,我会这么编王质的故事。
晋,王质,采樵信步入深山。见两童子在石上对奕,质置斧旁观。童子与质,一物形如枣核,食之不饥。至局终谓质曰:『此非人间。仙家百年,凡世整天,尔合急归。』质回头见柯己烂,衣衰朽,鬓微霜,匆惶而归至家,人莫之识。」
当然,你也可以把下棋的地方或天庭改到黑洞旁边去,但这玩意儿需要离凡界远一点 ,否则凡人界就会被黑洞吸过去,较后渣都不剩一点了。
黑洞的强大引力会对它附近的物体产生比较明显的时间减速效应。越是靠近黑洞,时间减速效应越是明显。因此,理论上可以通过到黑洞附近一日游的办法,穿越到未来,比如存一笔钱到余额宝里,然后黑洞一日游,回来发现自己已经成为巨富,如果余额宝能保持利息总是高于通货膨胀
较后说一句,真光速飞船,对于飞船上的人来说是不需要花时间的
速度达到光速,时间就完全停止了,简单说真空中飞奔的光子是没有时间属性的。比如我们说太阳的光子到达地球需要大约八分钟,这时间是对地球上的人而言的,但对于光子自己来说它其实几乎没有花时间,直到进入地球大气受到大气影响速度低于真空光速后,光子的时间才开始嘀嗒走动呢,所以还是用近光速飞船吧,本来光速飞船就是不可能实现的。
另外需要注意一件事,如果这些人不再回到地球,那么当他们坐上飞船离开地球后,地球和这艘飞船间就不再有关系,就像地球上传播出去的无线电波,我们也不关心它们到哪里了。要想体会时间流逝的差异,需要在地球和飞船间建立联系,比如飞船上按照飞船自己的时钟,每天发一封电报回地球,但由于飞船离地球越来越远,而且两边时间流速不一样,地球人接收电报的时间间隔会越来越长越来越长,当飞船到达280万光年外的星球后,发送较后一封电报说:
我们已经安全到达勿念
地球人要收到较后这封电报,需要等待280万年时间。
较后再来点科学的依据。
“天上一日,地上一年”的说法现在是有科学依据的,这主要应用到爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的狭义相对中有时间膨胀效应,就像作者描述中所说的,物体的运动速度会影响自身的时间流逝速度。运动速度越快时间流逝速度越慢,无限接近于光速运动时间无限接近于静止。
广义相对论中也有时间膨胀效应,主要是跟时空的弯曲程度有关,从表面上来说引力越大的地方时间流逝速度越慢。就像《星际穿越》中出现的一小时等于地球上七年的情节,主要就是因为主角一行人去到了距离绕黑洞公转的行星,黑洞周围质量是大的。
并且现在这种时间膨胀效应已经被实验证实和应用,导航卫星需要根据相对论算出时间差之后矫正时间。对一些衰变时间固定的元素,加速它们衰变时间变长,这个实验科学家有做过。