爱因斯坦理论的猜测

19世纪末，随着牛顿力学与电磁理论的概念逐渐被完善，不少物理学家就认为“物理学的发展实际上已经结束”。在这些物理学家看来，未来物理学的研究和发展，只需要将牛顿力学和电磁理论继续延伸就可以。

可让他们没想到的是，在人们运用“伽利略变换”去解释与光有关的一系列问题时，曾经无所不能的牛顿力学竟然完全失去了效应，经典时空观面临前所未有的挑战。

此时人们完全不知道，在面对光学问题时，经典物理学究竟是哪里出了差错。好在爱因斯坦依照相对论所建立的全新物理时空观出现在人们眼前，首次对经典时空观提出了质疑。

以太阳光为例，由于太阳和地球之间相距1.5亿公里左右，所以事实上我们所见到的所有太阳光都是在大约八分二十秒之前从太阳发出的。

从这种理论开始延伸，太阳是八分二十秒之前的太阳、比邻星是4.22年前的比邻星、仙女座星系则是250万年前的仙女座星系，我们所能看到的一切天体以及天体运动，都是在一段时间之前发生的。那么与之相对的，我们从地外天体中看向地球，同样看到的也是一段时间之前的地球画面。

有了这个想法，我们就可以继续假想：公元前221年，秦始皇灭六国称帝，距今已有2242年。假设我们能够瞬移到2242光年之外，用超级望远镜观测地球，那不是刚好可以看到秦始皇登基时的样子？

即便真空中无法传递声音，那一刻精彩程度也绝对称的上震撼人心。

可事实真的如此吗？抛开我们是否能够做到超越光速的瞬间移动不谈，在2242光年之外的距离之处，真的能够观测到地球上的景象？

想要找到这个问题的答案，我们不仅要了解光子在经历这2242光年距离中可能会遇到的所有问题，更要理解在太空中，物理学是否还能够以我们传统的思维模式去进行推理。

狭义、广义相对论

事实证明，太空中的物理学与地球上的物理学并不能用同样的思维方式去看待。想要真正理解太空物理学，就必须要运用到爱因斯坦的相对论原理。然而时至今日，很多人对于万有引力到相对论这种思维转变依旧很难接受。

首先是在传统物理学之中，牛顿的万有引力已经证明了它的重要性。其次就是相比于万有引力，相对论的观念显然更难理解，很少有人能够仅仅通过口述表达相关的概念。

不仅如此，在我们的日常生活之中，相对论的运用也少之又少，这就让人们的时空观念依旧停留在最初阶段。

为了更好地让人们理解万有引力和相对论中的区别，爱因斯坦曾专门提出了“爱因斯坦电梯实验”：

如果是在地球上，我们很难完成或者理解这个实验；可如果是将实验放在地球和太空中进行对比，那么理解难度就会大大降低。

一旦这个实验达到了理想状态，其实验结果和推论相符合，那么万有引力就失去了解释一切的能力。也正因如此，相对论的必要性就显而易见了。

了解了这一点之后，我们将狭义相对论中的光速不变原理以及广义相对论中的时空关系放入这个问题中就会发现，想要真的在2242光年之外的天体上观测到秦始皇登基的画面，那么在这长达2242光年距离的惯性参考系中，所有变化都必须是可控的。一旦出现任何不可控因素，最终的观测结果都会受到极其严重的影响。

2242光年的路程

理论之所以是理论，主要就是因为预想的所有结果都是理想化的。而物理学的研究本质，就是要尽可能地将各种变量控制到预期数值以内