超过光速时间会倒流是什么理论

时间和光速的话题是物理学科普领域的讨论热点。根据一种广为流行的说法，一旦速度超过光速，时间就会发生倒流。那么，为什么有人会说超光速会让时间倒流？时间不是一直在向前流逝吗？

爱因斯坦没有说过

超光速会让时间倒流的说法其实源自于狭义相对论，但这是对爱因斯坦理论的一个严重误解。根据钟慢效应，速度越快，越接近光速的参照系，时间过得越慢，越趋于静止，具体公式如下：

既然时间会随着速度趋于光速而逐渐趋于静止，那么，这是否意味着当速度达到光速时，时间就静止了呢？而当速度超过光速时，时间会开始向后流逝呢？

事实上，狭义相对论表明，宇宙中没有光速参照系，只要是有静质量的物质，想要达到光速甚至超过光速是不可能的。也就是说，时间静止和时间倒流的推论都是错误的。

或者从钟慢效应的公式中可以直观地看出，当速度等于光速时，洛伦兹因子（1/√(1-v^2/c^2)）的分母变为0，表达式将变得没有意义。

而当速度超过光速时，洛伦兹因子的分母根号内为负数。虽然这在数学上可以用虚数来表示，但在物理学中没有任何意义，现实中不存在含有虚数项的时间。

根据现有的理论，不但超光速不能让时间倒流，而且时间向后流逝这样的事情本身就不能发生。因为如果发生时间倒流的事情，就有可能出现祖父悖论这样不能解释的矛盾。

钟慢效应和星际旅行

钟慢效应确实存在，这是狭义相对论的一个重要推论，并且也得到原子钟实验的证实，导航卫星也需要考虑到这种相对论效应。事实上，未来人类可以利用这种效应实现梦寐以求的星际旅行。

宇宙空间非常广阔，如果我们想要飞到成千上万光年外的其他恒星系统，根据牛顿力学，即便用光速也要成千上万年的时间。然而，根据钟慢效应，如果宇宙飞船的速度可以加速到足够接近光速，它只要几年甚至几天就能飞到对于地球参照系而言非常遥远的星球上。

需要注意的是，宇宙飞船并没有超光速，因为在出现钟慢效应的同时，还会相应出现尺缩效应。根据亚光速飞船参照系，飞行距离只有几光年甚至几光天。

时间流逝的方向

总之，就目前所知，时间流逝是单方向的，只能向前。在热力学中，可以用熵增原理来描述时间的前进方向。熵被用于表征系统的有序度或者说混乱度，有序度越高或者说混乱度越低，熵越小，反之亦然。

根据熵增原理，孤立系统的有序度会不可逆地降低，也就是说熵会不可逆地增加。考虑一块完好的玻璃，当它被打碎之后，混乱度会增加，熵也会随之增加。在没有外界的干扰下，玻璃是不可能自发复原的，所以熵增是必然的，这就是时间的流逝方向。