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时间膨胀是爱因斯坦相对论中最神奇的现象之一。简单来说，当物体运动得非常快时，时间会变慢。比如一艘高速飞行的宇宙飞船，船上的时钟会比地球上的时钟走得慢。这不是时钟坏了，而是时间本身真的变慢了。
时间膨胀的程度可以用洛伦兹因子来计算。当速度很小时，时间几乎不变慢。但当速度接近光速时，时间会显著变慢。比如以0.9倍光速运动时，时间会变慢到原来的一半左右。这个效应在日常生活中微不足道，但在高速运动中却非常明显。
双胞胎悖论完美展示了时间膨胀效应。假设哥哥以接近光速的速度进行太空旅行，往返需要地球时间10年。但由于时间膨胀，哥哥只经历了6年时间。当他回到地球时，弟弟已经老了10岁，而哥哥只老了6岁，所以哥哥比弟弟年轻了4岁。
时间膨胀在现实生活中确实存在。GPS卫星由于高速运动，它们的时钟每天会快38微秒，如果不校正就会导致定位误差。高速飞行的飞机上时间会变慢几纳秒。在粒子加速器中，高速粒子的寿命会延长几十倍甚至上百倍，这都是时间膨胀的直接证据。
时间膨胀效应彻底改变了我们对时间的认识。在牛顿的经典物理学中，时间是绝对的、统一的。但爱因斯坦告诉我们，时间是相对的、可变的。这个发现不仅在理论上具有重大意义，在实际应用中也非常重要，从GPS导航到粒子物理实验，都离不开对时间膨胀的精确计算。