光和時間

很多人都知道，速度越快，時間越慢。當速度達到光速時，時間靜止。

但有沒有人去了解一下背後的原因呢？

今天看到有人討論5000光年外的行星上看地球就是五千年前的樣子，所以超光速就是時間倒流，其實這個理論正是所謂的光錐理論。

光錐理論

隨着距離的增加，光傳播所需的時間將會增加，所以可以觀測到過去的影像。這也是所謂的太陽熄滅後地球也需要八分半纔會知道的原因。光錐理論的基礎在於光有速度（光速）。

通過這個理論，人們便會猜想，那麼真實的時間是在永恆運轉的，而你速度快也並不能使時間變得緩慢，只不過是後面發出的光還並沒有傳播到你這裏而已，那麼是否意味着時間旅行並不存在呢？

這時候就要請出光速不變理論了。

理論的具體內容爲：在狹義相對論中，無論在何種慣性系（慣性參照系）中觀察，光在真空中的傳播速度都是一個常數，不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。這個數值是299,792,458 米/秒。

這個理論是經過實驗驗證的，實驗正是近代物理學的開端：邁克耳遜-莫雷實驗。實驗過程不在此贅述，有興趣可以點進去詳細看，實驗證明了以太（經典物理學中光傳播的介質）不存在，光無論觀測者在什麼速度下，都是光速。

通俗易懂的來說：光和聲音之類依靠介質傳播的波並不相同。你站在船上看船行駛在水面留下的波紋，都是向後移動的，但是站在岸邊的觀測者會發現波紋是跟隨船移動的，兩個人觀測到的波紋的速度也是不同的。但是，不論是站在岸邊的人還是站在高速移動物體中的人所觀測到的光速卻是相同的。

知道這個理論之後，我們來做一個實驗：

假設，現在有一列火車，火車中有一對平面鏡，兩個觀測者一個位於火車中，一個位於火車下方。光在這對平面鏡中反射。此時，我們開動火車。讓火車以接近光速的速度運行。此時由於光速不變定理，站在車中的人看到的光一上一下的反射速度爲c。

那麼站在地面上的人看到光的速度爲：

那麼站在地面上的人所看到的光難道已經超越了光速嗎？

不是的，站在地面上的人看到的光依然是光速運動的，改變的只有時間t，由於時間流速的改變，圖中的c不再是光速。

在這裏有人可能會說，你怎麼知道時間是可以改變的，你這不過是一個猜想而已，說不定真的比光速快。

那麼有了猜想自然會有實驗，於是就又有了1971 年哈費爾與吉丁所作的銫原子鐘繞地球飛行試驗。

當然這個實驗並不能完美的證明時間變慢的結論，因爲飛機上的震動之類的干擾過多。能夠真正證明時間變慢這個事實的其實是衛星和地球上的時鐘出現的時間差。

所以，速度越快，時間流速真的會越慢，就如雙生子佯謬一般，而不是所謂的後面發出的光追不上你。