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1 # 使用者wyf
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2 # 科學重口味
要回答這個這個問題,先要搞懂狹義相對論中的一個原理:光速不變原理,即真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。光速不變原理是愛因斯坦創立狹義相對論的基本出發點之一。
為什麼這個原理成立,在此就不解釋了。
那麼,在這個前提下,我們假設一個有意思的實驗:
你坐在一輛0.99%光速的火車的車尾上,然後這時候,你拿著一隻鐳射筆,然後照向火車頭。鐳射照亮車頭需要:火車的長度÷光速,瞬間照亮,沒毛病。
可是,這時候,在火車站臺上的人“看”來,你照亮車尾的時間會是多少呢?
很簡單,照亮時間=車的長度÷(光速-列車速度)。
這一算,不得了了,這個時間已經被拉得很長了。
我們設想下,如果列車速度等於光速了,那就意味著,在靜止觀察者眼中,你的鐳射筆只亮了下,然後卻沒有射出鐳射。
這個原理解釋清楚了,你就明白了,為什麼速度越快,時間就會變得越慢了吧?
想象一下,當你以光速甚至以超光速在宇宙遊覽一圈後,等回來的時候,你可能會發現,父母已經故去,兒女也已經變成了你的年紀,就像電影裡《星際穿越》一樣,想想還真是讓人傷感呢。
《星際穿越》裡,Cooper離開時女兒還是個小女孩,當他們再次見面,爸爸還是曾經的面容,女兒卻已經老態龍鍾。還有一個知識點要補充的是,影響除了速度,引力也會改變時間:引力越大,時間也會越慢。因為大家都知道,引力會改變時空,讓失控發生彎曲效應。
如上圖,當引力足夠大的時候,時間空間都被彎曲了,你會發現從a到b的“直線”變成了彎的,這時候同樣是從a跑到b,所用的時間就更慢了。
正是因為重力和速度的差異,你會發現,衛星的時間和地面時間是有差距的(衛星時間快一點)。
最後,我們說的“變年輕”實際上只是相對地球上的人而言的,想對自身而言,時間不會因為你超越光速而賦予你變年輕的力量。
所謂“天上一日,人間一年”,不光是個傳說,但還是有其科學依據的。
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3 # 獨來獨往1816
這可能因為我們的宇宙,一切的質量是從時空運動中而產生出時間性的,當物體在作光速運動時,而物體就會與時空的運動質量是同步的結構為一體了。比喻說這件物體本來的質量,是有著其質量的時間數值限的,是已經幾乎定局的註定著這件物體的變化時間量了,但由於這件物體是有著另一質量的載體(時光機),而就超出這件物體原來的運動量時間值了。因此就會使到這件物體,間接之中而改變了它的運動量的時間值侷限了,而就會比其它原來相同與它相同數值的物體,而就會變得更加的年輕了。
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4 # stemmer
宇宙中光速旅行,心之嚮往,有這嚮往之心,心永遠年輕。
本來,太空旅行只是想想而己,如今,人類上了天,登了月,人類飛行器還在飛出太陽系,這一切都歸功於人類對能量的運用。
而對於能量,愛因斯坦提出了狹義相對論,認為光速不變一一光速不變原理、物理規律統一一一相對性原理,利用諾倫茲座標變換,推匯出了著名的質能方程E=Mc²,也推匯出了鐘慢、尺縮、質增方程。後來,愛因斯坦又提出了廣義相對論,認為引力效應等效於加速系一一等效原理,利用黎曼數學,得出了時空是彎曲的結論,也推匯出愛因斯坦場方程。
相對論提出後,過了一百多年,發展到了今天,從愛因斯坦相對論的三個原理、三個基石中,預測的水星近日點進動、引力透鏡、引力波,在宇宙觀測中都得到了證實。
唯有鐘慢效應,被瞭解相對論的人們常常掛在嘴上,成了金科玉律。
相對論是出了名的、名副其實的難懂,有許多大學,原先也有相對論課程,但找不到能講清相對論的老師,只好停了。
廢話一籮筐,只問一句,關於相對論,你說的,真的對嗎?
對於鐘慢效應,人類登月都快五十週年了,怎麼還弄不清?衛星上拿下個豔電子鐘到地面上對對時,不就明白了?
可是,衛星上的鐘到底慢了幾秒,找不到任何確切的資料,雙生子佯繆問題一直掛著,落不了地。時間是否可變,一直是個津津樂道的話題一一時間旅行理論上可行嗎?
其實,答案就在相對論中。
相對論有三個效應:鐘慢、尺縮、質增效應,尺縮效應很小有人討論,因為從“上帝”的視角看,兩地的最短距離是唯一的,無參考系無關,誰也反駁不了。所謂尺縮,只是不同參照系下的觀測者感受不同,自己相對自己相對靜止,看運動著的別人手中的尺子總要短些,如此而己,但是想要驗證,尺子永遠擺不到一塊,永遠不能直接實際驗證。
E²=P²C²+(EoC²)²,P為動量,
將E=MC²,P=MV代入方程,會解得:
M=Mo/√(1-V²/C²),就是質能方程,
可以看出,相同條件下,同一時空下,同一點中,誰的速度快,誰的質量大。這個完全可以驗證,在同一點上,相同物質,一個相對靜止,一個快速透過,給予相相同的作用,看看運動規跡即可。其實,在對撞機中,速度越快,再加速得更大的能量,已是共識。
stemmr觀點三:光速不變的背後能量在變。
光速與光源的運動無關,但光源的運動會引起光紅移、藍移,會有多普勒效應,不同參照系下,觀測同一束光,觀測到光的能量是不同的。所謂光紅移、藍移,說的是光的頻率v變慢變快,光的波長λ同步變短變長。
C=λv,E=hv,P=h/λ,看到了嗎,光速不變,光能量在變、動量在變。
速度V=距離S/時間T,光速不變,要求距離與時間協變。前面講了,尺縮效應只是觀測者效應,同樣,鐘慢效應也是觀測者效應,光速不變的背後,能量在變,不同觀測者,觀測到的光速都一樣,但觀測到的能量不一樣。前面還講了,瞬時中,兩點的最短距離S不可變,光速不可變,C=S/T,那麼結論,時間不變很明顯。
可為什麼狹義相對論中,還有鐘慢方程呢?
所謂距離,只是用觀測者自己的尺量的,而速度也是按自己的標準計量的,實際觀測中,只會發現別人的尺是短的,鍾是慢的。生活中,總是發現自己的時間不夠用,別人的時間真多。時間都一樣,相對論討論的尺縮效應中的時間,只是虛時間,光速延遲效應所至。否則,只要有速度差異,時間就會不一致,否則,如何理解太空飛船之外一毫米的時間歸不歸飛船。實時間到那都一樣。
廣義相對論,將時間維併入到空間三維中,統一時間與空間方程,便於運算,所以只講四維時空,只講時空彎曲,不單獨講空間彎曲,那是因為空間是隨時間變曲了,時間流逝不可變,空間可變,否則,相對論基石之一,物理規律統一,相對性原理,反應速度都不一致,算哪門子統一。愛因斯坦閉口不談C+V=C,為什麼?
愛因斯坦場方程有兩個極端解:黑洞、白洞,
蟲洞又是廣義相對論產物,廣義相對論將時間與空間對接,將能量物質與時空對接,拋棄了絕對時空觀,形成了愛因斯坦場方程。除了愛因斯坦場方程,其實,狄拉克方程也是相對論下的方程,它將質能方程開了方,得到了正電子、反物質解,當然還有好多方程都是相對論下的。相對論的時空觀,認為時空是彎曲的,引力效應是時空彎曲效應。我們知道,引力效應為球面效應,引力效應構成引力場,聽說過場打結嗎?要是場打結,同一點下,不就有兩個不同值的引力場嗎?那還不合併成一個?
所謂蟲洞,可以理解為質量物質走最短路徑,從一個點,到達宇宙空間另一點,所用能量最少,時間最短。這樣的蟲洞,這個可以有,比如時空彎曲很厲害的地方,好比懸崖,翻越過去,沒完沒了,穿過去,用時很少。
從我們的身邊出發,去向宇宙的任何地方,總存在這樣的捷徑,可能還不止一條。
路在腳下,蟲洞起點就在身邊,慢慢找吧。
蟲洞就在身邊。
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5 # 火星一號
準確的說法應該為“在宇宙中進行亞光速旅行,時間流逝速率比地球上更慢”,這是因為光速達不到,人也不能變得年輕,只是時間相比地球過得更慢。這種效應就是狹義相對論中所表述的時間膨脹效應,時間具有相對性,而非放之宇宙而保持完全同步。那麼,為什麼狹義相對論會得出這樣的結論呢?
這一切源於光速不變原理。無論觀察者所在的參照系與光源之間有著怎樣的相對運動,他們測得的光速(同種介質,比如真空)都是相等的,不會出現有些觀察者測出的光速比較快,有些觀察者測出的光速比較慢的情況。舉個例子,如果有列火車以速度v在地面上運動,車燈向前發射出光(光速用c表示),甲靜止在火車上,乙靜止在地面上,丙以速度u沿著火車前進方向運動,那麼,這三位觀察者測出的光速都是c,而不是c+v或者c-u。
光速的這種“反常”現象最早被麥克斯韋的電磁理論所預言,不久後得到邁克爾遜-莫雷光干涉實驗的支援。愛因斯坦以此作為基本前提之一,建立狹義相對論。他認為,光速是絕對的,而時間和空間都是相對的。從狹義相對論中可以得出如下的時間膨脹效應公式:
其中ΔT表示以速度v做相對運動的參照系時間,Δt表述相對靜止參照系的時間。
從上式中可以看到,如果有飛船相對於地球運動,那麼,該飛船上的時間流逝速率相比地球上的更慢,並且飛船的速度越趨於光速,飛船上的時間過得相對越慢。因此,如果地球上有對雙胞胎,弟弟在地球上,而哥哥乘坐飛船在宇宙中以亞光速旅行一段時間回到地球后,由於飛船上的時間過得比地球上更慢,所以會出現雙胞胎哥哥比弟弟更年輕的情況。
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6 # 科學黑洞
答:在這裡用舉例說明:你我的人生是一個小時的電影,因為你的速度產生一種機制,你的一個小時電影就慢放播了兩個小時,而我的依舊是一個小時。看起來你比我活的久,這就是題主說的年輕吧。
愛因斯坦的狹義相對論從狹義相對論出發,愛因斯坦修正了牛頓的經典力學,我們印象中的絕對時空觀雖然更適合我們的柴米油鹽,從科學上嚴謹地說時間不是絕對的,你的時間我的時間大家的時間是不同的。從公式中推出在高速世界裡,你的時間流逝速度變慢時間發生了膨脹。(圖片來源影視《星際穿越》,侵刪)
題主所說的光速旅行,在這裡我們把它改為亞光速旅行吧,雖然依舊難以實現,但至少理論上可行。題主所說的變得年輕不太恰當,進行亞光速旅行的人不會變得年輕,旅行人只是他的時間流逝速度較慢,地球上的人按正常時間流逝速度,簡單的說就是:相同年齡的人地球上人比旅行的人老的快。(圖片來源影視《星際穿越》,侵刪)
回覆列表
因為根據愛因斯坦的廣義相對論,在宇宙中速度越快越接近光速時間就會變得越來越慢。還有一種精密的儀器---原子核鍾。
不是還有一對雙胞胎宇航員嘛,一個在空間站工作,另一個在地面工作,等哥哥一回來就能很明顯的看出哥哥這相貌要比弟弟要年輕好幾歲。