提到相对论，可谓无人不知无人不晓，可能你不太清楚相对论的原理，但绝对听说过相对论。

其实狭义相对论并不复杂，它是建立在两个假设基础上推导出来的，下面就用通俗的方法和大家一起了解时间膨胀原理。

首先，一个光子钟，宇宙中最精确的计时器。

光子钟的原理很简单，两面镜子上下距离15厘米，镜子之间有一个光子垂直上下运动，碰到镜子就会来回反弹。光速为30万公里每秒，那么光子飞行一个回合所用的时间就是十亿分之一秒。

下面让我们一起来个思想实验。

有两个这样的光子钟，其中一个放在宇宙飞船上，另一个放在地面上。

飞船上的光子钟里的光子从A点飞到B点，对于地面的观察者来说走的是一条斜线，这很容易理解，如果不是斜线的话，光子就会飞到光子钟外面。

利用光速不变原理，我们可以得出：对于地面上的观察者而言，光子飞行一个回合行走的路线更长，光子飞行一个回合可能需要五亿分一秒或者更长时间。

结论就是：飞船上的时间变慢了！

变慢的不仅是光子钟，飞船上的所有事物的时间都会变慢。如果你在飞船上，地面上的人会看到你的所有动作都是慢动作！

那么具体变慢多少呢？可以用数学公式简单推导出来。如下图：

利用直角三角形的勾股定理可以得出：（ct‘）²=（ct）²+（vt‘）²

然后把这个公式进行简单的变换就可以得出这样的公式：t‘=（1/√1-v²/c²）t

这个公式就是时间膨胀公式。通过公式可以看出，当速度V非常小时，t与t‘无限接近，由于光速非常大，可以认为t与t‘相等。就像我们日常生活中经历的速度相对光速都很小，我们根本不可能感受到时间膨胀效应。

但是当V很大时，尤其是非常接近光速时，t就趋于无穷大，这意味着什么？

当飞船速度无限接近光速时，时间会变得越来越慢，最终趋于停止。有人可能会问：如果超光速飞行呢？难道可以穿越时空回到过去吗？

并不是这样的，速度V大约光速是不被允许的，因为负数不存在平方根，或者说平方根是虚数，虚数是没有现实意义的。

所以，不要再认为狭义相对论晦涩难懂了，它其实并不难，只要我们能很好地理解狭义相对论的两个基本假设，狭义相对性原理和光速不变原理，就能更好地理解时间膨胀效应还有尺缩效应！