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記錄片說在達到光速時間就會停止?還說如果在距離地球50億光年以外有一個恆星爆炸,那麼要到50年以後地球上才能看到!我就想問這是否是個悖論?
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  • 1 # 科學新視野

    年輕人,看來你還是處在科學的啟蒙階段,你的描述可能你自己都不知道具體想問什麼,加油吧,這裡我試著解答你的一些疑惑。

    首先,愛因斯坦的相對論是正確的。不正確那絕對是瞎扯淡,只能說不完善,諸如相對論在描述黑洞時就沒了意義,抑或微觀世界的粒子行為都沒相對論多少事的,它和另一個偉大的理論——量子力學充滿了很多矛盾。

    相對論現在的處境就像牛頓的整個經典理論,它只是相對論框架下一些特殊的解而已,這意味著未來可能有更高階的理論來囊括相對論,具體的你可以去了解。

    相對論有很多證據證明的,科學家檢驗一個理論的正確與否,最喜歡用演繹推理這種科學證明方法——先理論計算,再找證據。

    於是乎,水星進動的世紀難題,雙生子詳謬的解釋,光線經過大質量天體彎曲,繞地衛星的原子鐘時間滯後情況,以及近幾年來引力波的探測,它們的細微的變化資料都符合相對論的理論計算,這些證據都足夠說明相對論的正確。

    除了這樣驗證一個科學理論用這種方法,反證法也是大法之一。這方法可不得了,它的要求就只要你找一個不符合理論預測的實驗資料就可以推翻這個科學理論,而這的關鍵是你要有其他絕對的理由證明你的反例是符合自然規律,不違反其他一切定律的。

    前幾年,一個新發現就把相對論逼到了牆角——超光速現象的發現(具體的自行了解)。然而,這種震驚世界的發現最後也只是烏龍一場——實驗裝置出問題了。可笑的是,這個鬧劇在科學界基本是蓋棺定論了,是錯的,但卻在科學的民間盛行很廣,被很多民科大神拿來作秀。

    至於達到光速時間靜止,這是正確的。簡單的時間膨脹公式算出來,無論外界的時間如何流逝,它的結果總趨向於無窮。這從另一方面說明,對於光子,或者電磁波來說,它們是沒時間概念的,它們的一刻,即為永恆。

    但這種說法只限於以光速運動的粒子,其他粒子沒這種資格的享受。

    關於你的描述,霍金的時間簡史裡有這樣一句話——望遠鏡猶如時間機器,我們看到的是宇宙的過去。

    光速再快,那也有上限——299792458m/s。這意味著光在空間中運動,總要時間,我們很形象地把光在一年裡真空運動的距離定義為一光年,注意哦,光年是個距離單位。

    說到這,你應該能理解一些其中的奧秘了。

  • 2 # 火星一號

    愛因斯坦的相對沒有出錯,要麼是紀錄片出錯了,要麼是題主沒有看明白。狹義相對論中很關鍵的一點是,有質量的物體達不到光速。並且,時間的快慢不是絕對的,而是相對的,這與參照系的選擇有關。

    在地球參照系看來,50億光年以外的恆星發生爆炸,那麼,爆炸所產生的光需要50億年(不是題主說的50年)的時間才能傳播到地球上(忽略空間膨脹),所以地球上的我們要在恆星爆炸50億年後才能看到。而光速參照系並不存在,所以對於光本身談論時間並沒有意義。

    如果一艘飛船相對於地球以一定速度飛向這顆超新星,那麼,對於飛船參照系而言,飛行旅程就不再是50億光年,而飛行時間相對於地球參照系的時間也是不一樣的。根據狹義相對論,不但時間是相對的,而且空間也是如此。如果飛船的速度達到光速的86.6%,那麼,對於飛船系來說,飛行距離為25億光年,飛行時間為28.9億年。但對於地球系來說,飛行距離為50億光年,飛行時間為57.7億年。這種效應就是尺縮效應和鐘慢效應,因為參照系不同,時間和空間的概念是不一樣的。

    如果飛船從地球飛到超新星的飛行速度越快,飛船系的飛行距離和飛行時間要比地球系少得更多。當飛船的速度接近光速時,對於飛船系來說,從地球到超新星的距離都是趨近於零,飛行時間也是趨近於零。但飛船達不到光速,所以空間和時間都不會縮短為零。另一方面,對於地球系來說,從地球到超新星的距離就是50億光年,無論以多麼接近光速的速度飛行50億光年,所需的時間都要略長於50億年。

  • 3 # 人擇原理

    愛因斯坦分別於1905年和1915提出狹義相對論和廣義相對論,到現在為止,在接近100年的時間裡,接受了各種實驗驗證,被證明是正確的,當然,很多民科都說相對論是錯誤的,但都是嘴巴上說說而已。

    狹義相對論的精髓在於任何有質量的物體都不可能達到或超越光速,如果人們願意放棄絕對時間觀念的話,亞里士多德以來的光以太概念純屬多餘,時間是相對的,真空中的光速時宇宙最高速度。速度和時間是互為轉化的,當速度加快,時間就變慢,相反,速度變慢時間就變快,它們合速永遠是光速,所以,假設某物體達到光速,那麼該物體的時間停止了,可以理解成時間完全轉化為速度。

    廣義相對論是引力理論。因為狹義相對論是描繪勻速慣性系內的運動,加速運動並沒有包括在內,愛因斯坦認識到加速運動和引力勢在表現上是等效的,不可區分的,因此,把包括引力,即加速運動的理論成為廣義相對論。廣義相對論不僅解釋了水星近日點43角秒的異常近動,引力透鏡、引力鐘慢效應等,在高精度上都得到了很好實際驗證。

    但廣義相對論和量子理論至今無法協調,這點來看也許廣義相對論存在某些缺陷,以後會有更精確的理論代替,不如超弦理論等,但絕不等於說廣義相對論是錯誤的。

    最後問題,由於光速是有限的,宇宙太過於巨大,50億光年以外的恆星爆炸,光需要走50億年到達地球,因此,我們要等50億年才能看到,這不是悖論。

  • 4 # 笑看風起雲湧花謝花開

    相對論在其適用範圍來看,有很多觀測或實驗已經證明其正確性。當然,任何一個科學理論都不是萬能的,不能隨意擴大其適用範圍,否則就會出錯;同時,任何一個科學理論都不敢說是完善的。所以有很多回答者,已經指出狹義相對論是正確的,但還不完善。

    我不贊同你提到的紀錄片中的說法——“達到光速運動時間就會停止”,我認為他曲解了狹義相對論。這裡的很多高人,已經提到了有質量的物體,其運動速度無法達到光速。他們認為討論達到光速的時間問題是荒繆的,所以他們認為這種問題的提出本身就是錯誤的,不屑於回答。但我不這麼看,我認為這個觀點的錯誤在沒有理解時間也是需要參考系的,也是相對而言的。一個相對運動的物體,所謂時間變慢是相對於其中相對“靜止”的那一方的時間為參考系的;而對於相對運動一方,它感知自己的時間是不會變慢或停止的。也就是說,假如你相對與地球上的另一個人以光速勻速運動,他來看到你的時間是靜止的,而你感覺你自己的時間還是一秒一分地在走,並不是停止的。這才是狹義相對論所說的時間變慢效應。那些以為大家都只有一個統一時間,說“時間變慢”就是一切的時間都絕對的變慢,這是還沒有弄明白狹義相對論的原理。

    另外,所謂50億光年外星球爆炸,要50億年後才知曉,理論上可以這麼推導,在實際中其實是荒繆的。在回答這個問題以前,我們需要釐清一個概念——何謂“現在”。因為時間是相對的,不是兩個時間參考系同時就是“現在”。時間參考系是各自獨立的,兩個獨立的時間參考系根本就不存在同時的概念。什麼叫現在50億光年外星球爆炸,你看到了嗎?感知到了嗎?沒有!那又是如何知道現在發生了爆炸呢?顯然這條資訊來自於站在50億光年外星球的立場上來說的,也就是時間參考系是50億光年外的星球的時間。因此紀錄片中描述星球爆炸這件事用了兩個時間參考系,這兩個相距50億光年的時間系是完全獨立的。但它們之間如何建立關聯關係呢?有一種方法,即光線(或資訊)所達就是現在,這樣就把遙遠不相干的時間發生的事件與地球時間系統關聯起來了。從這其中,我們定義了何謂“現在”——光(或資訊)所達即“現在”,這種對“現在”的定義才是準確的、有實際意義。這比拿來兩個不同時間系隨便一說就是“現在”要規範多了。光(或資訊)所達才是“現在”,所以我們完全沒有必要去關心50億年後發生的事情,而今夜依舊星光燦爛,這才符合我們現實生活的邏輯。紀錄片在這個問題的討論上,犯了一廂情願地把距離單位直接等價成時間的錯誤。它忽略了距離的絕對性與時間的相對性,光年≠年,把距離與時間直接對應將導致時間邏輯混亂。

  • 5 # 質能迴圈

    據本人理解,相對論的主要現點都是正確的。但是,由於人們對時空概念理解有偏差,所以對時空結構和時間旅行問題的認識不夠全面。本人認為,愛因斯坦關於時空彎曲的理論是正確的。因為在我看來,時間是能量流,空間是能量場。時間在空間執行,空間由時間組成。但是,由於存在光行差,以光速執行的時間所攜帶的資訊,與天體執行的速度並不匹配。所有行星,星系,都在圍繞大質量核心旋轉,宇宙其實也應該有一個質量相對集中的區域,所有星系,實際上是都在做旋轉運動。也就是說,當我們看到50億光年的某個恆星時,它的實際位置並不是在踞我們50億光年的地方。有可能大於,也可能小於50億光年。這就為星系旅行提供了可能。其實這個問題很容易理論,地球與其他行星的距離,從最遠到最近,相差很大。如果我們選擇合適的時機,可以大大縮短去其他行星的時間。這種現象同樣適用於星系旅行。雖然從絕對速度講任何飛行器的速度都不可能超過光速,但是利用彎曲的時空,可以尋找到最佳星際旅行路徑。那些所謂幾十億光年的星系,說不定離我們並不遙遠。更多資訊。請參閱本人新浪部落格(八代天驕)。

  • 6 # 語境思維

    理論上我有多次論證。這次,我講理由,你做判斷:究竟相對論孰是孰非。

    洛倫茲變換因子與兩類參照系

    狹義相對論中的γ=1/√(1-v²/c²)...(1),式中的v是參照系的速度。

    當v=0,對應的是絕對參照系,座標原點是S0=(0,0,0,0)。γ=1。

    當v≠0,對應的是相對參照系,座標原點是S=(x,y,z,t)≠(0,0,0,0),γ≠1。

    以相對靜止的母系統作為子系統的測量基準,叫絕對參照系。

    例如:測量飛機速度,以靜止的地球為參照系,則座標系的速度:v地=0,γ地=1。

    例如:測量核外電子的速度,以靜止的原子為參照系,則座標系的速度:v原=0,γ=1。

    以絕對運動的某物系作為另物系的測量基準,叫相對參照系。

    例如:測量飛機速度,若以繞日進動的地球為參照系,則座標系速度:v地日=30千米/秒。若以繞銀運動的地球為參照系,則座標系速度:v地銀=250千米/秒。若以同步衛星為參照系,則座標系速度:v地衛=3.2千米/秒。

    顯然:γ地日≠γ地銀≠γ地衛≠.....。那麼,這n個不同的變換因子,你究竟選擇哪個呢?

    請思考:是選擇絕對參照系靠譜,還是選擇相對參照系靠譜。

    考慮同步衛星上的時鐘快慢。時鐘是同步衛星的子系統(附著體,與衛星一同運動不受力),以同步衛星為絕對參照系,此時鐘內部遊絲傳動的動力學引數不變,儘管同步衛星繞日速度高達3.2千米/秒。

    這與地球上的時鐘快慢一樣。時鐘是地球的子系統(附著體,與地球一同運動,不受力),以地球為絕對參照系,儘管地球繞日速度高達30千米/秒,遊絲的動力學參量依然不變。

    所以,還得回到伽利略的相對論,以相對靜止為測量基準,才是簡潔明瞭。

    關於光速不變的原理

    有人說:根據質增效應m=m0γ,有質量的物體,不可能達到光速,否則質量會無窮大。

    那麼,請問:光子有動質量,怎麼用於這個公式?其實,他們壓根就沒弄懂洛倫茲變換因子中的v究竟是什麼速度。

    再說,既然光子有能量,就必然有質量,尤其有體積。如果光子是一個零維的點,那麼光子的能量密度就是無窮大,這在數學上還湊合,可在物理上呢?

    根據麥克斯韋公式:c=1/√ε0μ0...(2),光速只與真空場介質的電容率與磁導率有關,換句話說,光子是真空場介質的一種量子。

    有人問,移動的汽車開啟車燈,是不是:移動車燈光速=車速+光速?

    我回答,移動汽車的動能比靜止汽車的大,相當於增加了激發光子的角動量,加大光頻ν,而靜止汽車不是。根據公式:c=νλ...(3),光速不變。

    真空場,既在物體內部,也在物體外部。

    真空場有強大的引力,表現為“負壓差”,也叫真空引力場梯度,這在我們身邊司空見慣。

    例如,著名的馬德堡半球實驗,一個籃球大的真空球,引力高達15噸或15萬牛。

    例如,10平米的機翼凸面產生負壓差或真空場引力(升力)可超過100噸或100萬牛。

    若以飛機為相對靜止參照系,則機翼凸面附近氣流作高速自旋運動,即:

    高速自旋體附近必然產生真空引力場(勢能梯度),這就是萬有引力的基本原理。

    萬有引力定律:F=Gmm"/R²...(4),質量乘積的本質是核子數的乘積(nn"),場半徑平方反比,相當於真空場的引力勢能梯度。

    公式(4)改寫成:F=G"nn"/R²...(5),引力常數的本質是核力擴散被遮蔽的係數:G"=(G/c²c²)1e32=8.23e-13...(6)。

    核子以光速自旋,在兩極附近(1~2費米)產生相應的真空場或引力勢能梯度,這就是強核力。有:核引力=核自旋勢能,即:F核=mc²/r。r是核子半徑,由F核=F庫求得:r=0.15費米。

    以上是筆者“真空場動力學”的部分內容,已經把萬有引力與強核力統一起來。

    前沿物理的卡西米爾效應證實:外加機械震盪,可使真空腔釋放電磁波。

    在原子內空間,有高密度的真空場。在原子外空間,有低密度的真空場。內外空間的真空場相互抗衡,這就是萬有引斥力原理。

    可見:真空場是一種場物質。這也與電磁動力學方程組的位移電流與光速公式高度吻合。

    真空場絕不是空空如也,這已成為科學界的一致共識。

    可是,廣義相對論,用純幾何的空空如也的黎曼球彎曲時空,否定與取代真空場。究竟對不對,大家自有分曉。

    至於廣相用於水星近日點進動,用於GPS導航,我明確:其計算公式與愛氏引力場方程沒有毛線關係,因為引力場方程根本無法求解。

    相對論,作為數學遊戲,作為科幻題材,我不置可否。但是,就是不可作為物理原理。

    最後強調:理論物理,研究的是科學原理、科學真理,例如牛頓三律,麥克斯韋方程組,沒有任何妥協的餘地。

    所謂的“不完善”與“不完備”,不只是些微的瑕疵,而是邏輯不自洽,是科學發展的隱患或障礙。

    物理新視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。

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