​一光年是时间还是距离（一光年是时间还是距离答案是）

一光年是时间还是距离（一光年是时间还是距离答案是）

光子一生就是个悲剧，也可以说它并没有一生，而只是发生两个瞬间，生的瞬间和死的瞬间！光年只是在我们看来的，对于光子来说宇宙并非三维空间，它的行进路线并非是一条线，而是一个点，所以它的世界相当于少一维，为二维宇宙！下面我们从人的视角一点点过渡到光子视角，从而感受一下光子悲剧的一生！

图：光速的定义，在真空中传播为299792458米/秒

速度时间膨胀

作为地球上的人类，地球自转一圈是我们的24小时，地球公转一圈是我们的一年四季。我们的时钟走过一秒钟，对于我们来说就是一秒钟。原本理所应当的事情，一条光速不变的观测事实被发现后，我们的世界发生了翻天覆地的变化。

图：如果我们把一个光子当作钟摆，在两面镜子上来回反射，假设光子撞击反射镜会发出“嘀嗒、嘀嗒”的声音。

图：当地球上的人，带着一个光钟上了快速的飞船，对于地球上的观察者来说，光钟的路线由上下摆动，变成了斜线摆动。

由于光速不变，飞船上光钟斜线的运行轨迹要大于光钟上下来回摆动的运动轨迹。

图：可见如果（左侧）地球上光钟的频率是“嘀—嗒，嘀—嗒”，那么（右侧）飞船上的光钟则是“嘀——嗒”，“嘀——嗒”。

当地球上光钟走过2秒，飞船上的光钟才走过1秒。如果飞船的速度再快一点，飞船上光钟斜线的倾斜角就会越小，从而导致，光子到达反光镜的路线更长，于是我们就会得到“嘀————嗒”，也就是说飞船速度越快，嘀嗒的间隔就会越大，飞船上的钟就会走的越慢！我们可以得出一个震惊的结论“速度时间膨胀”，速度越快时间膨胀得越快！这就是爱因斯坦要告诉我们的“时间是相对的”。

图：反常识的时间膨胀得到反常识的年龄

这个结论比较反常识，这是因为在我们的传统世界观中，人类所涉及到的速度与光速相比起来实在太小儿科了，就算是我们的超音速飞机也只能达到0.0001%光速，你看道路上的汽车，博尔特的速度，高铁都远远无法产生时间膨胀的显著效果，所以三维宇宙中的时间对于人类来说都是一致的，并没有明显的相对性时间差。

接近光速的飞船

如果飞船以恒定的加速度加速，那么它的速度会越来越快，随着他不断的接近光速，飞船人相对于地球，时间流速也会越来越慢，直至无限接近于静止的状态。

图：地球上的光钟与飞船上的光钟速度分解

假设飞船可以达到光速，那么飞船上光钟中的光子横向上的分速度则为光速，竖直方向上的分速度则为0，那么这个光钟从地面反射镜出发时发出“嘀”之后，再也会运行到顶面的反射镜，则无法发出“嗒”，由此可以得出飞船的时间静止了。不过，飞船并无法加速到光速，但我们可以使飞船无限接近于光速。

图：当飞船速度无限接近于光速，光钟的运行轨迹倾斜角角度无限接近于0

如果把飞船换做为一个光子，拥有光速，那么它在时间运动上为零。它可以一瞬间到达任意地方，比如从太阳到达地球，但在地球上的人类看来却需要8分多钟。实际上，不仅仅是如此，没有时间的光子，还不算悲剧，更悲剧的是它连从太阳旅游到地球的这个过程都无法享受，无论空间间隔有多远，对它来说也是0。

尺缩效应

体验完地球上视角，我们再来看看飞船上的视角。这两者之间较大的不同是地球人相对于地球上的环境是静止的，但飞船人相对于整个地球在动，所以与周围环境产生了相对移动。飞船相对周围快速运动，周围环境也以同样速度相对于飞船运动。

图：地球离我而去

如果说地球上60亿人口看着飞船上的光钟走得慢，那么此刻飞船人惊呆了，它看到了周围环境60亿人口的钟表，大楼上的钟表都走的比他的快，他似乎比60亿人衰老得更快！

这就是爱因斯坦说的“时空”，时间和空间本位一体，是不可分割的。假设当你相对一个空间静止时，你的时间流逝是100%，突然你启动了，你在空间中产生运动时，你的时间运动就会减小，即时间流速变慢。对于环境来说，因为环境相对于你在进行空间上的运动，所以时间上的运动就慢了。然而这一切是对于有质量的环境或者飞船来说的！

图：曲率飞船

飞船人相对于环境高速飞行还会有另外一个影响，飞船的尺寸和运动方向上的空间距离会收缩。因为光速对于任意参照系的观察者来说都是不变的，如果飞船的时间较慢，那么距离也要相应的缩短，这样光速才能保持恒定不变。在狭义相对论中所有的推导都基于光速不变原理。

图：狭义相对论公式

根据钟慢（时间膨胀）尺缩效应我们可以得到，速度对应时间和长度的公式。

图：时间随速度膨胀（左图）和长度随速度收缩（右图）。

随着飞船运动的速度无限接近于光速，飞船的时间会无限趋近于静止，同时空间距离会缩小到无穷小。

光子的视角

图：所有的无质量粒子，都以光速运动。如果一个物体以光速相对于你运动，你会发现它的时钟是静止的。

从上文的时间膨胀与尺缩效应，我们可以得出结果。无论飞船如何加速，只会让它在靠近光速的道路上越走越近，它会经历相对于自己更严重的时间膨胀、长度收缩。但是它永远无法达到光速，因为只有无静态质量的物体才能达到光速。而光子就是时间膨胀的极限——静止，长度（距离）收缩的极限——一个点。

光子没有时间上的运动，如果它运动的方向标记为X轴，那么X轴由于光速不变原理会收缩成一个点，即时空中没有时间t轴，也没有x轴，只剩下一个平面，所以宇宙对它来说是二维的，它从太阳到达地球无非就是这个二维平面的一个点。它从一个电灯泡中发射出来，这个二维平面出现了一个点，当它接触到物质被吸收，这个点消失，对于光子来说这个过程中是没有时间流逝的，所以光子一生只经历两件事“出现”与“消失”。光年对于我们来说是光走了一年，如果你问光子它会呵呵一笑：对于我来说都是不存在的！