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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:理論上是這樣的,無限接近光速時,物體內部的時間流逝速度變慢,也就是相對論的時間膨脹效應。

    在小說《三體》當中,程心和艾AA乘坐的星環號曲速飛船,飛往286.5光年外的DX3906恆星系統,飛船內只經過了52小時,其中光速飛行時飛船內的時間是停止的,而地球參考系的時間,卻經歷了280多年。

    這其實是大劉嚴格地考慮了相對論效應,因為相對論描述,一個高速飛行的物體,它的時間是會縮短的,時間膨脹公式如下:

    當飛船以光速飛行時,它的時間就完全停止了,無論外界過了多久,飛船內的時間都是一瞬間;當飛船速度遠小於光速時,時間膨脹效應將不明顯,相對論力學退化為牛頓力學。

    在現有技術條件下,人類無法把實體物質加速到光速,在大型強子對撞機中,科學家能把質子加速到光速的99.99999%,但就是無法達到光速。

    時間膨脹效應已經被眾多實驗所證實,比如下面兩個:

    μ介子衰變

    宇宙射線穿過大氣層時,會產生速度達0.98c的μ介子,μ介子的半衰期為2.22μs,根據統計學計算,μ介子的半衰期,不足以讓μ介子到達地面,可是科學家在地面附近也能探測到大量的μ介子。

    該現象唯一合理的解釋,就是高速飛行的μ介子,由於時間膨脹效應,導致μ介子在地球參考系中的衰期變長了(實際上μ介子本身的半衰期未變),經過計算,μ介子的衰期比靜止時高了五倍,使得μ介子有足夠的時間到達地面。

    精密原子鐘

    科學家把兩臺精密原子鐘,分別放在兩架飛機上,飛機朝著東西方向相反飛行,最後對比兩臺原子鐘的時間,發現原子鐘時間出現了差異,該差異完美地和相對論時間膨脹效應吻合 。

  • 2 # 育麟

    愛因斯坦說光速最快!這個應該顛覆一下!最少意識就比光速快的多的多!幾乎你想多快就多快了!比如你一下意識在幾百光年的地方几百億光年的地方!以前可能說意識再快有什麼用!沒有用!現在

  • 3 # 科幻船塢

    理論上說,當運動速度越快,時間越慢,當運動速度趨近於光速,時間就趨近於靜止,但理論上並沒有說“達到光速”,時間會怎麼樣。在狹義相對論中,是已經禁止了任何有靜品質的物體達到光速的可能。

    一個靜品質為m0的物體,隨著它運動速度的加快,它的動品質M將會如此變化,看如下公式,當速度v逐漸增加,動品質M增加,當v趨近於光速c時,M趨近於無窮大,給一個具有無窮大品質的物體進行加速,理論上需要無窮大的能量,這是不可能的。所以,狹義相對論中規定,一切有靜品質的物體皆不可能達到光速。

    有靜品質的物體接近光速是可能的,比如在《三體》中,劉慈欣就考慮到了狹義相對論中的時間膨脹效應,運動速度越快,時間流逝的就越慢,程心駕駛星環號曲速飛船(速度極為逼近光速,但未達到光速)駛向286.5光年外的一顆行星,程心只用了52個小時,以此來估計星環號的速度約為光速的99.99999997864%。

    從下面的公式中可以看得更為的具體一些:

    公式中,ΔT表示的是駕駛員的時間流逝,Δt表示的是地球上正常的時間流逝,而V表示的是駕駛員駕駛的飛船的速度。

    如果v的速度越快,可以看出,ΔT越短,當駕駛員的飛船速度達到光速的94.28%時,那麼地球上過去了3小時,飛船中駕駛員才過去了1小時,如果誇張一些,飛船的運動速度v達到光速的99.999999999999%,那麼飛船中駕駛員過去了一年,地球上已經過去了700萬年。

    這樣看來,這的確是前往未來的好辦法,不過,以現在的人類科技想達到這種速度還真是痴人說夢。在斯坦福線性加速器中,科學家可以實現將一個電子加速到光速的99.9999995%,這已經是目前人類辦到的極限了,品質龐大的飛船,那真是不敢想。

  • 4 # 火星一號

    自從愛因斯坦創立相對論之後,我們的時空觀徹底發生了改變。以光速不變為基礎,時間和空間再也不是絕對的概念,而是與參照系的選擇有關。對於不同參照系中的觀測者,他們對時空的感知並不相同,尤其是在趨於光速的情況下。

    與相對靜止的參照系相比,運動速度越接近光速的參照系,時間過得越慢,空間越發收縮,這就是尺縮鐘慢效應,具體公式如下:

    其中ΔT和L分別表示運動參照系的時間和距離,Δt和l分別表示相對靜止參照系對應的時間和距離,c表示真空中的光速。

    從公式中可以看到,當速度趨於光速時,ΔT和L都趨於零。也就是說,在接近光速的情況下,時間幾乎完全停滯,空間幾乎完全收縮。

    舉個例子,現在的北極星(勾陳一)距離地球大約400光年,一艘從地球上出發的宇宙飛船以光速的99.9996875%飛向北極星。在地球上的觀測者看來,宇宙飛船需要大約400年的時間才會飛抵北極星。然而,根據上式計算可知,在宇宙飛船上的觀測者看來,從地球飛到北極星只要1年的時間,地球和北極星之間的距離大約只有1光年,尺縮鐘慢效應十分顯著。

    倘若宇宙飛船飛到北極星之後,馬上再以相同的速度飛回地球。當飛船抵達地球時,地球上的時間早已經是800年之後。然而,飛船上的時間才過了兩年,飛船上的觀測者會認為他們是在兩年前離開地球。

    在理想情況下,持續1g的加速運動是最佳選擇——先以1g加速度航行前半程,再以1g減速度航行後半程。這樣可以模擬出地球上的重力,使人類可以承受住漫長的太空之旅,並且也會有顯著的時間膨脹效應。要知道,長期處於失重或者超重的環境對於人類身體是不利的。根據勻加速運動的相對論公式可得:

    由此可以算出,宇宙飛船上的觀測者會測出,他們從地球飛到北極星需要大約年的時間11.7年。再根據如下的公式:

    可以算出,地球上的觀測者會測出,飛船的飛行時間約為401.9年。另外,根據下式:

    還能計算出,宇宙飛船在半程加速到的最快速度(vmax)為光速的99.998839%,並非是經典力學中所算出來的超光速。我們不能用地球參照系的距離除以飛船參照系的時間,得出超光速的結論。在計算時,時間和距離需要選擇相同的參照系。

  • 5 # 星辰大海路上的種花家

    據說,當人達到光速飛行的時候,無論多遠的距離,在感覺上都是瞬時到達,大家怎麼看?

    在牛頓的絕對時空觀中有一個絕對參考系以太的存在!這個所謂的絕對時空觀並沒有經過嚴格的科學論證,但在牛頓的權威震懾下,絕對時空觀仍然在物理界統治了200年之久!但隨著科學的進步,絕對時空觀疲態盡顯,而邁克爾遜莫雷實驗則從根本上打破了這個所謂的絕對參考系以太的存在!

    邁克耳遜莫雷實驗演示圖

    從上述公式中我們可以很簡單的計算出,假如u=c時,那麼這個左邊的t=0,這是一個比較有趣的結果,因為0表示不需要時間,而t"則是實際到達的時間(距離/速度),這裡需要澄清下,可能有很多人搞不清這兩個之間的關係!

    1、外部觀測者看起來需要多少時間

    假如以光速前往比鄰星,那麼4.22光年的距離需要4.22/1=4.22年,這是我們外部觀測者所經歷的時間,在我們看來這艘飛船所用的時間是4.22年一點都不會少!

    2、乘客所經過的時間是多少呢?

    就是上述公式中的t=t"×0=0

    乘客經過0時間到達比鄰星!也就是說乘客不需要時間即到達比鄰星!

    但事實上光速是不可能到達的,因為光速還有一個質增效應,會使接近光速的飛船品質增加到無窮大,而飛船發動機推力卻是有限的!

    既然不能到達光速,那麼我們假設到達99.999999%光速總可以吧,根據上述公式計算,這個時間交換比將會達到7072倍,那麼我們看起來到達比鄰星要多久呢?

    大約:5.23小時即可到達

    看來這個時間還是可以接受的,但事實上我們看到這艘飛船飛到比鄰星所花的時間為:

    4.2200000422年

    一點時間都少不了,該多久就是多久,只不過乘員的感覺的時間短了,而他們在我們這個時空中經過的時間與距離都不會改變!

  • 6 # 宇宙探索未解之迷

    福斯熟悉狹義相對論都是從其中的“時間膨脹效應”開始的,簡而言之就是運動速度越快時間流逝速度越慢,很多人看到這幾個字就想當然的認為達到光速就能讓時間靜止,超過光速就能讓時間倒流,這種想法無疑是錯誤的。

    其中E是物體具有的能量,M是物體的品質,C則是真空光速,由此可知任何一克物質都擁有者自身品質乘以光速平方的巨大能量,而由於品質和能量是等價的,因此物質一旦運動品質便會增加,但這種品質增加只有在近光速運動狀態下才能被測量出來。

    然而宇宙中並不存在無限大的能量,因此將靜止品質不為零的物體加速到光速是不可能的,人自然也不可能製造出真正的光速飛船了。

    其實從實用角度來看,真正的光速飛船和能以無限接近光速飛行的飛船相比並沒有什麼大優勢,因為無限接近光速產生的時間膨脹效應足以讓一個人在短時間內到達目的地,比如《三體》中程心和艾AA的星環號就用曲率驅動無限接近光速,最終用飛船內52小時跨越了286.5光年的距離。

  • 7 # 宇宙探索

    首先,人不可能達到光速,有靜品質的任何物體都不可能光速飛行,假設達到光速,人也就不可能是人了,我們只能以非常接近光速的速度飛行!

    從公式中可以看出,速度越快,時間久相對越慢,當速度無限接近光速時,時間久趨於為零,也就是說可以瞬間到達任何你想去的地方!

    時間膨脹原理與尺縮效應是對應的,也就是說,速度越快尺縮效應也會非常明顯,舉個例子,我眼裡10光年的距離,如果你以十分接近光速的速度飛行,10光年的距離在你眼裡可能只有100公里甚至更短,取決於你到底多麼接近光速!說白了,你所處的時空與我的時空完全不同!

    當然,這只是理論上的分析,實際上必須非常進階光速時間膨脹效應和尺縮效應才比較明顯,這需要非常大的能量支援,現實中很難實現!如果能駕馭如此高的能量,或許人類會有其他更直接的方法間接超光速,比如蟲洞或者曲速引擎!

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