狭义相对论
固有时
固有时,是沿着穿越时空的某条特定路径所携带的钟上真正流逝的时间——也就是你在旅途中看自己手表所读到的那个时间。与不同观察者赋予远处事件的种种时间读数不同,固有时是人人都认同的:它是旅行者本人亲历的、私有的时间。它是在时间膨胀那一串变动数字之下,仍然存活的不变之核。
不同的观察者,因切分空间与时间的方式各异,会给两事件之间的同一段旅程赋予不同的时长。但对于一只给定的钟,他们都会算出相同的固有时,因为它直接读自那一只钟自身的滴答。因此固有时是一个不变量,一个不依赖于谁来测量的量,而它正是由两事件之间的时空间隔径直构造出来的。
这里藏着一处对直觉的美妙颠覆。在一只惯性钟能够亲历的两个事件之间,那条笔直、不加速地穿越时空的路径,积攒的固有时反而最多。任何绕道、任何一阵加速,都会让钟老得更少,而非更多。这种「沿直路老得最多」,正是留守家中的双胞胎最终比旅行者更年长的确切含义。
想象两位朋友驾车往返于同样的两座城镇之间,一位走笔直的高速公路,一位则在乡间小路上左盘右绕。绕行的那位,里程表上记下的公里数更多。时空对时间的处理恰是一幅镜像:那位在空间里「绕行」——靠加速和掉头——的人,钟上记下的时间反而更少,因为时空的几何在计入时间方向时取了相反的符号。
c² Δτ² = (c Δt)² − Δx², so Δτ = Δt √(1 − v²/c²) = Δt / γ
固有时 Δτ 来自时空间隔;它是运动钟自身经历的时间,比坐标时间 Δt 小一个洛伦兹因子。
固有时只在一只钟确实能依次经过的事件之间(类时间隔)才有定义;它是沿着世界线滴答前进的那个参数。
又称
另见