1樓:集錦科學
愛因斯坦最偉大的成就就是提出了相對論,相對論是一門非常偉大的科學理論。它可以衍生出很多的科學理論,指導著後世人類科學的研究,有人指出,相對論的影響力可能還會再續數百年,由此可見,愛因斯坦是多麼的偉大,他的一個理論讓無數的科學家研究了上百年,還只是掌握了皮毛。
愛因斯坦相對論向我們展示了空間和時間的奧祕,通過相對論的衍生,愛因斯坦還提出了著名的鐘慢效應,也可以稱之為時間膨脹理論。它告訴我們,當物體的速度不斷加快的同時,所經歷的時間流逝速度也在不斷變慢。當物體的速度無限接近光速的時候,時間也在不斷接近靜止。
鐘慢效應提出之後,再次讓科學界沸騰了,如果此理論是正確的,那是否意味著當我們乘坐光速飛船飛行的時候,飛船內的時間就會完全靜止不動?理論上的確如此,可是根據愛因斯坦相對論,有質量的物體速度只能無限接近光速而無法到達。原因就是當物體的速度接近光速的時候,它需要的能量也是無窮大。
在鐘慢效應的影響下,有人提出了這樣一個問題:如果我們乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?事實上,這個問題本身就有一個錯誤,前面我們所說了,有質量的物體,它的速度只能無限接近光速,所以飛船的速度也只能無限接近光速。
如果飛船的速度真的達到了光速,飛船內的時間已經失去了意義。當飛船從地球以光速出發之後,除非指定一個要到達的目的地,否則飛船內的人是無法知道時間到底過去了多久,因為這個時候飛般內的時間是靜止不動的,即使以地球的時間飛行了一年,一百年或者一千年,飛船內的人們都不會感覺到時間的變化。
因此,只有以亞光速飛行來進行這個問題的**研究才有意義。當我們乘坐的飛船,以接近光速的速度前行時,對於置身外部的事物來說,它宛如一道亮光,瞬間便消失不見,而對於身在飛行器內部的事物來說,飛行器只是在快速行進。
這個時候,我們以地球的時間為參照物,飛船內的人會感覺到時間過得好慢,如果飛船內有鐘錶的話,會看到時間指標移動的速度非常慢,一分鐘的時間對於外界來說只是一剎那就過去了,那麼飛船內的人是感覺一剎那呢還是非常漫長?事實上,不管是地球上的人還是飛船內的人,對於一分鐘的感覺快慢都是一樣的。
飛船內的人也會感覺到一分鐘的時間非常快,很快就完成了一分鐘的太空遨遊。可是當他們回到地球之後,看到的地球時間卻完全不同了,地球過去的時間遠遠超越一分鐘,那麼具體會是一個什麼樣的比例差異?
科學家曾以狹義相對論和鐘慢效應為基礎,估算了時間縮短倍數。運用時間縮短倍數進行分析,我們可以知道,當事物飛行速度達80%光速時,時間縮短約1.6倍;當飛行速度達到90%光速時,時間縮短約2.
3倍;當飛行速度達99%光速,時間縮短倍數約為7倍;而當飛行速度達99.9999%光速即無限接近於光速時,時間縮短倍數可以達到數百萬倍。
由此可見,當飛船的速度越接近光速,這個時間膨脹效應越明顯,因此,飛船以無限接近光速遨遊太空一分鐘,回到地球之後,地球的時間有可能過去了十幾年,幾十年。原來的朋友和親人都已經變老或者已經不在了,地球也跟出發的時候大不一樣,要知道幾十年的科技發展,能夠讓一個城市發生非常巨大的變化。
由此可見,亞光速飛行雖然是一次難得的超速體驗,但是對於一個人來說,同樣也是一件痛苦的事情。有可能當你完成一次超光速飛行,回到地球之後,曾經的朋友親人早已不再了,留下你一個人孤獨的生活。
可能不少人通過亞光速飛行看到了穿越未來的可能性,如果我們乘坐亞光速飛船飛行一年的時間,那是否意味著,當我們回到地球之後,地球已經過去了幾千年?如果鐘慢效應是正確的,理論上的確如此,亞光速飛行就相當於一次未來穿越之旅。只不過,這種穿越是單向的,只能不斷向未來前進,而無法讓時間倒回。
當然,以上這些有關速度跟時間的這種關係,目前還只是人們的一種猜想。雖然科學家在實驗室中,的確發現了速度越快,時間會有變慢的現象,但是無限接近光速的情況下,時間是否也會趨勢靜止,現在依然沒有辦法去證明。
事實上,更多的人們並不相信無限接近光速狀態下,時間會無限接近靜止狀態。如果真是這樣,那未來人類的太空探索還不亂了套?要知道光速在我們的眼裡是宇宙中最快的速度,可在宇宙尺度面前,這個速度仍然只是龜速。
如果人類在未來實現了亞光速飛行,那麼宇航員的每一次太空遠航,是否都意味著跟親人,朋友的永別?比如未來我們以亞光速飛行前往距地球4光年外的比領星系,飛船花費了數年的時間到達了比領星系,是否意味著地球已經過去了很久?
其實這一切我們仔細想想都覺得不大可能,要知道人類未來的科學成就可不是慢如龜速的光速飛行,以這樣的速度我們連銀河系都無法走遍,更不要說走遍宇宙了。所以超光速飛行才是宇宙中正常的航行速度,雖然以現有科學體系下,物體的速度受到了光速的限制。
可是隨著科技的快速發展,打破光速限制理論在未來必然會實現,如果鐘慢效應是正確的,那是否意味著當飛船的速度超越光速的時候,時間會倒流?當我們以超光速飛行完成一次星際旅行回到地球之後,地球反而回到了過去?這一切是否顯得太荒唐了?
因此,鐘慢效應可能並不是我們理解的那樣,時間的確會隨著速度的增加有所減慢,可是這個減慢它也是有限制的,並不是會實現所謂的無限接近靜止狀態甚至是時間倒流。當速度增加到一定程度的時間,時間也就不會再發生變化,所以當我們以光速飛行或超光速飛行進行一次星際旅行之後,地球的時間也不會出現大幅變快,更不會倒流回到過去。
2樓:小小凸凸
光的速度每秒是3乘以10的8次方米,一分鐘等於六十秒,那麼一分鐘光速飛船可以跑180乘以10的8次方米。
3樓:卿卿
地球也是過去一分鐘,因為在光速行駛的過程中所有物體是以緩慢的速度進行著的,而當飛船停下的時候時間才會恢復正常速度。
4樓:一株霸王花
乘坐光速飛船飛出地球一分鐘,那麼地球上其實也只是過了一分鐘而已,並沒有太大的差別和變化。
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