相对论的时空观是指在互相有速度差的惯性系上对对方的观察(或叫测量)结果与速度差的关系.是相对的而不是绝对时间和绝对空间关系.
理解相对论必须有一个前提,没有绝对的静止参照系,没有绝对的运动和静止.以任何系作参照系,那个系就是静止的.随便换一个参照系,静止的就可以说是运动的.
那么凭什么说“一飞船以速度V”运动呢?他以什么速度运动是它和你所在的当作静止的参照系之间的速度,你又怎么确定不是它静止你在运动呢?
在空间,假如没有其他的(绝对静止的)参照系,根本就没法说谁向谁运动,是谁在高速运动,根本就没有这种概念.只有两个物体是以什么速度靠近或远离.因此,也只有这两个物体以自己为参照系时观察对方的时间和空间时的测量结果,与其他系无关.
因此,不存在地球上的人看他们相互靠近或远离时,那两个系互相看对方的时间和空间是什么样的问题.
就像是,光以光速从地球上射出.我们并不会因为在光看来地球是以光速运动而使地球上的时间停止,也不会因为光看地球是以光速运动而使地球的尺度变成0.但是在光子看来,它看到的地球就是一个扁的两维空间,就是时间静止的,而我们也发现光是一个平面波,纵向尺度为0.
如果还不清楚,我们再想一下:如果一个飞船以0.5C从地球旁飞过,另一个飞船以0.9C从地球旁飞过,两个飞船都感觉地球的时间变慢,尺度变小,那么地球该按哪个飞船的速度来改变时间和空间呢?
每两个惯性系之间,各自只是因自己和另一个系的相对速度差产生了观察对方时的测量差异,与对方自己的感觉无关,你看甲与乙的速度是多少和甲与乙互相看他们的速度差是多少没有等价关系.不存在两个t相等的问题.即在不同的惯性系上,不存在同时性的问题.
由此可知,题目说的“飞船以速度V从地球出发”这速度是我们看到的我们认为的速度,不是飞船认为的速度,更不是A星认为的速度.在飞船看来,是地球高速运动,A星也高速运动,两个的速度不同,时间也不同.
“往10光年外的A星”这10光年也是我们认为的10光年,不是飞船认为的10光年.假如要用t'表示飞船的时间,用t表示地球时间,在地球看来是t>t',在飞船看来,确是t'>t.很显然,在飞船看来,地球和A星都在高速运动,那么地球和A星之间根本就不是10光年的距离.
记住一点:凭什么说地球是静止的飞船在高速运动?为什么不是地球在高速运动飞船静止呢?