在黑洞附近待1小时地球过去了7年，如此下去人类会永生吗？

一个多世纪前，爱因斯坦的相对论横空出世，彻底颠覆了人们关于时间和空间的固有认知。这不仅取代了牛顿所阐述的绝对时空观，更是开启了人类对于宇宙新层次的探索。

虽然绝对时空观在人类心中根深蒂固，它符合我们的日常经验，但诸多实验成果不约而同地证明了相对时空观的正确性。

相对论分为狭义相对论与广义相对论两大块，前者为后者的基石，后者则是前者的扩展，在适用性上更胜一筹。

相对论的一大亮点，即所谓的时间膨胀效应（也称钟慢效应）。物体的速度与受到的引力均会影响到时间流逝的速度。

简单来说，速度越快，引力越强，时间流逝速度就越慢。

深入理解相对论，时间膨胀效应实际上揭示了时间、空间与物质三者之间的紧密联系，它们是一个不可分割的整体，我们简称之为“时空”。不存在没有时间的空间，也不存在没有空间的时间。

并且，物质的运动还会对它周围的时空造成影响。

物理学是非常严谨的学科，而相对论的整个推演过程无疑是复杂的，涉及到高深的数学公式和高等数学，这让它看起来晦涩难懂。

而科普工作者的任务，就是将这些复杂的知识点简化，通俗易懂地传达给大众。虽然这么做难免会牺牲一些严谨性，但并不妨碍我们理解物理理论的精髓。

回到之前的问题，速度越快，引力越强，时间流逝速度就越慢。这就是相对论中“时间膨胀效应”的通俗解释。

具体能慢到什么程度呢？

如果纯粹进行理论分析，时间甚至能慢到接近停止。

当速度无限接近光速，引力足够大时（如黑洞的史瓦西半径，也就是事件视界），时间就接近停止！

换句话说，光速和黑洞的视界是时空结构的终点。

何谓时空的终点？

我们可以这样通俗地理解：一旦达到光速，或者身处黑洞视界，你将进入一个完全不同的时空结构，那是我们无法理解的世界。

光速，我们无法触及，因为任何有静质量的物体都无法达到光速，所以我们只能无限地减慢时间流逝速度，而不能让时间停滞。

速度导致时间变慢的公式为：

该公式本身并不复杂，很容易理解。t'是经过减速后的时间（高速飞行的时间流逝），t是观测者所经历的时间（低速世界），v是相对于低速世界的速度，c是光速。

而引力导致时间变慢的公式为：

该公式亦不难理解。G是万有引力常数，M为天体的质量（比如地球），r是物体到天体中心的距离。

两个公式的推导过程相对繁琐，在此不再赘述，有兴趣的读者可以尝试自我研究。

根据速度计算公式（第一个公式），飞行速度必须无限接近光速，时间膨胀效应才会十分显著。

比如，如果你的飞行速度是光速的一半，那么时间只会慢15%。

也就是说，你以光速的一半（相对地球）飞行一年，地球上的时间则过去了1.15年！

当速度达到光速的99%时，时间膨胀效应就十分显著，可以达到7倍。飞行一年，地球上的时间过去七年！

同理，引力也会影响时间的流逝速度。引力越强，时间膨胀效应越显著。

著名的科幻电影《星际穿越》中就有相关情节，主角在黑洞附近停留了一小时，而地球上的时间却过了七年，时间膨胀了六万倍！

看到这里，可能有人会疑惑：既然时间会慢下来，那人类岂不是能因此寿命延长，甚至永生吗？

答案是：不会！

相对论的关键之处就在于“相对”二字，它需要两个不同的参照系才能显现出时间膨胀效应。

假设你可以亚光速飞行（相对于地球），你自身的时间（本征时间）流逝速度并不会有明显变化，如果地球上的人观察你，会发现你的时间变慢了。

当然，你也会看到地球上的时间静止了。

你们都没错，只是参照系选择的不同导致了这种观感。那么到底谁的时间慢了呢？你，还是地球上的人？

只能说，比较两个不同参照系的时间流逝速度没有太大意义。正如上面所说，地球上的人会觉得对方的时间慢了！

当你们重新回到同一参照系（比如你以亚光速飞行后返回地球），就会知道到底谁的时间慢了，结果会是：你的时间慢了！

这正是著名的双生子佯谬，具体推导过程我们以后的文章会详细介绍。

似乎扯远了。

对于现在的人类来说，单纯依靠速度让时间变慢并不现实，因为速度越快，质量就越大，需要更多的能量来继续加速，同时还得考虑速度过快带来的其他问题。而且速度带来的时间膨胀效应并不显著。

用超强引力让时间变慢也比较困难，我们很难在短时间内抵达黑洞附近。

但有一种方法堪称星际旅行的完美选择，那就是虫洞。通过虫洞，我们甚至不需要加速，就能瞬间穿越遥远的距离。遗憾的是，虫洞的概念目前仅停留在科幻领域，也许有一天，人类的科技足够发达，便能制造出能随意穿越宇宙空间的虫洞！