爱因斯坦与航空里程：常旅客的衰老速度是否不同？|《探索》杂志

作者：Valerie Ross

你被挤在中排座位上，离飞机尾部还有两排。你的跨国飞行才刚开始不到两个小时，尽管你发誓感觉像是更久了。是你感觉旅途中的时间过得特别慢——还是说，飞行中的人实际度过的时间比地面上的人更慢？我们许多人都听说过，时间对每个人来说并不是以相同的速度流逝的。这是科幻小说中常见的叙事，其根源在于爱因斯坦的相对论。故事是这样的，假设有两个双胞胎，其中一个留在地球，另一个则乘坐一艘以接近光速的速度往返于一个不太遥远太阳系行星的火箭。当旅行的双胞胎回到地球时，他衰老得更慢，现在比留在地球上的双胞胎更年轻。这个熟悉且自相矛盾的情节来自相对论中的一个特定原理，即时间膨胀。它预测，快速移动的时钟会比静止的时钟走得慢——或者说，星际旅行的人比他留在地球上的双胞胎衰老得慢。但时间膨胀也表明，速度并不是唯一影响时钟滴答声或人衰老速度的因素；引力也是。在更强的引力场中（比如说，地球表面）的时钟，其滴答声会比在引力较弱（例如，在高空几英里）的时钟慢。科学家已经证明，时间膨胀不仅仅发生在接近光速的旅途中。物理学家 Chin-Wen Chou 和他在科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology）的同事们，利用超高精度光学时钟证明，时钟滴答率在低至每小时25英里的速度和仅一英尺的高度差下就会发生变化。那么，如果时间膨胀在这些日常条件下都会发生，那么那些乘坐飞机的常旅客——在很大程度上——是否也会经历像星际旅行的双胞胎那样，衰老速度变慢的体验，只不过是以一种更微妙的方式？当然，一次跨国飞行与一次飞往另一个星球的史诗之旅相比，是一次缓慢而短暂的旅程，但你的速度仍然比完全不旅行的人快得多。Chou 指出，商业航班上的乘客同时受到时间膨胀两种预测的影响。他们速度很快，时速约500英里，而且因为他们离地面约六英里，他们感受到的引力也较弱。那么，航空公司乘客是衰老得更慢，因为他们速度很快？还是衰老得更快，因为他们受到的引力较小？Chou 计算了，结果是，常旅客实际上比我们这些脚踏实地的人衰老得速度要快微乎其微。飞机的飞行高度足够高，以至于弱引力场使得机上时钟的滴答声加快的速度，超过了高速对其造成的减慢。然而，这种差异非常小，以至于即使是最不知疲倦的空中飞人也不必担心额外的皱纹。考虑一下商业航空旅客的极端情况：瑞恩·宾厄姆，乔治·克鲁尼在电影《在云端》中扮演的那个经常旅行的商人。Chou 计算，当宾厄姆积累了1000万航空里程时，他比他在奥马哈的同事们只衰老了59微秒。

本文由纽约大学科学、健康与环境报道项目（Science, Health and Environmental Reporting Program）的一个项目——Scienceline提供。