物体如果达到光速，无论多远的距离，在感觉上都将是瞬时到达吗？

在经典物理学中，人们将一个物体运动的速度，用它所移动的距离除以所经历的时间的数值加以表示，而这个物体所经历的时间，以及衍生出的速度，都是以观测者的角度来进行测量的，大多数都是以地球这个参照系，无论是汽车的行动速度、地球的公转速度甚至光速，都是基于我们自身的观测参照系通过测算得出的具体数值。那么，为什么科学家们提出了另外一种结论，那就是物体的移动速度越接近光速，无论多远的距离，都可以瞬时到达呢？

时间的膨胀效应

宇宙间的万事万物都处于不断运动之中，而我们创造出时间的概念，就是想应用可以度量的一种标量，来表述事物的变化过程，在经典物理学中，时间是绝对的，而爱因斯坦创造的相对论，将时间与空间紧密联系在了一起，认为宇宙中的所有物质，都可以用空间三维坐标加上时间来进行定位和描述，这也就是我们常说的四维时空。

根据狭义相对论，时间与事物运动本身所处的惯性参照系密不可分，在同一个惯性参照系里面，时间是统一的，我们可以在同一个时间点内判断物体的相对位置，也可以在不同的时间点内判断物体的移动速度。然而，狭义相对论又同时证明了如果物体处于不同的参照系，其时间就不存在统一性和同时性，物体的物理运动过程，其所经历的时间进程就会出现差异。

按照狭义相对论，如果一个尺子，在其长度方向上进行运动，那么这个尺子就会比静止时的短，这就是“尺缩效应”，这是不同惯性系内对空间距离形成的不同。那么表现在时间方面，就是不同惯性系内，运动的物体所经历的时间，就要比静止时所经历的时间短，这就是“钟慢效应”。越是运动速度快的物体，在其自身所处的惯性系内，就越比处于静止参照系中物体所经历的时间短，从而表现出在运动物体所在的惯性系内时间被拉长了，时间也就出现了“膨胀”，这也是时间“膨胀效应”的由来。

时间膨胀对“钟慢”的具体体现

我们通过狭义相对论可知，不同惯性参照系内的时间，并不是以我们人类的视角来感受的，也不是以现有静止参照系内所体现出来的物体速度表现的，并非一成不变，而是直接受到速度的影响。速度越快，越接近于极限速度，时间就会越慢。而这个极限速度，就是以我们所在的静止参照系内测算出的宇宙速度的最高值－光速。

时间膨胀公式就是基于上述的原理，利用洛伦兹变换推导出来的。洛伦兹变换，它所表达的就是，观测者在不同惯性参照系之间，对相应的物理量进行测量，对测量结果能够达到可以比较目的的一种转换关系，只要是涉及狭义相对论的问题，都可以运用洛伦兹变换来解决，常见的转换关系有两种，即空间的收缩转换、时间的膨胀转换。

其中，时间膨胀的换算，是对处于两个不同惯性参照系内发生的两种事件，进行两次变换，这两次变换之间的时间间隔就是膨胀的时间。变换的推导主要过程包括如下4个步骤：

新时间点与静止时间点之间的变换，以及新位置点与静止时间点之间的变换。

两个新时间点之间的差值计算。

将位置点的变换关系代入求出时间点的变化与速度之间的关系。

化简得出最终的结果。

通过上述公式可以印证狭义相对论下，以运动物体所在的惯性参照系内所经历的时间变化，要比处在静止参照系的时间间隔要短，而且运动速度越无限接近光速c，则运动参照系内的时间间隔就越无限趋于0。因此，当物体以光速运行时，其所经历的时间，从其自身的角度来看就会是0，可以说是瞬时到达。但实际上，除了拥有静止质量是0的物体（比如光子）之外，其它物体不可能达到光速，只能无限接近光速，而且速度起快，所需要的能量就越高。

时间膨胀效应的验证

时间膨胀效应已经在众多科学家们的研究中得以证实，这里有两个案例和大家分享一下。

一个是电子钟实验。科学家们把两个非常精确的电子钟放到一架飞机上，另一个放在地面上静止，将两个电子钟的时间调到完全一致。放在飞机上的电子钟随着飞机环绕地球一圈，回来时把两个时钟指示的时间进行对比，发现飞机上的电子钟显示的时间，要比地面上的时钟出现了微小的变慢现象。

第二是原子钟实验。科学家利用锂原子的电子跃迁频率制作原子钟，一个在常态下测试电子跃迁频率，另一个对锂原子进行加速，测试在加速状态下电子的跃迁频率，结果发现被加速的锂原子电子的跃迁频率出现了负时移现象，也就是显示的时间变慢了。

总结一下

时间膨胀效应是爱因斯坦狭义相对论的一个重要推论，它表明的是处于两个不同惯性参照系之下，物体运动所经历的时间，与物体的运动速度有直接关系，而在静止参照系内的时间就是我们感受到的流逝时间，而在运动的参照系内，其运动速度就会发生“钟慢效应”，实际上所经历的时间就会变小，随着速度越来越接近光速这个最大速度，那么经历的时间也就会越来越趋向于零。