你是如何理解愛因斯坦所說的「當一個物體以光速運動時,時間就停止了」?

奧義奇談


這是愛因斯坦狹義相對論最直觀的體現,不過只是一個假設或者思想實驗,因為任何有靜質量的物體都無法達到光速!

狹義相對論裡有四個主要公式,其中一個就是“鐘慢效應”公式,也就是“時間膨脹”。簡單來說,速度越快,時間就越慢!

時間膨脹效應在我們日常生活中無處不在,最明顯的例子就是GPS定位體統,由於衛星環繞地球運行速度很快,鐘慢效應比較明顯,必須考慮到時間變慢的因素,否則導航系統會徹底失效!

不過這裡的“時間變慢”愛你不是絕對的,而是相對的,也就是說,必須有參照物,還是拿GPS舉例子,如果你在環繞地球運行的衛星裡,如果你只關注衛星裡的東西永遠不回地球,你就不會感覺到時間在變慢!

同理,假設你乘坐以光速飛行的飛船,你的時間相對地球就是停止了,也就是說,地球上的人看你就處於靜止狀態,而你看地球上的時間會以無限快的速度飛速流逝!而如果你只留意飛船內發生的事情,你不會感覺到時間靜止!

當然,光速飛行只是假設,因為你不可能達到光速,只能無限接近光速!


宇宙探索


為愛因斯坦正名:愛因斯坦從來沒有說過達到光速時間就停止!反而愛因斯坦說過,任何有質量的物體的速度都不能超過或者達到光速!



假如一個有質量的物體真的達到了光速,那麼這個問題就直接推翻了相對論!即便是沒推翻,相對論也不適合光速了。相對論只適合物體速度低於光速的情況,而達到光速或者超過光速,相對論不在發揮作用。

而我們推算的“達到光速,時間靜止”這個說法,就是根據相對論的時間膨脹原理來的。一個物體越接近光速,時間越慢。當快到光速時,時間幾乎接近於靜止。但是,一旦物體達到光速了,相對論就從失效,這時你可以幻想任何到達光速時的奇景:



達到光速 ,時間不會靜止,只不過可能會看到可視化的時間,就像進入了高維時空一樣。根據量子力學的不確定性原理,不允許出現絕對靜止的粒子。故而,人們在光速時,仍然在可以運動。但是為了補償旁觀者看你的時間無限慢,所以就允許時間以可視化形式出現。你可以隨意把時間調快或者調慢,就像高維生物一樣。


PhD肖


首先要說的是,愛因斯坦說的此話是正確的。總有一些民科總是拿著各種各樣的“例子”或者“理論”,想要強行推翻相對論。這本就是無知之舉,毫無意義。

在相對論的世界觀中,時間和空間是不可分割的整體,這是最基礎的思想。當然,最簡單的其實也是最難的,愛因斯坦說,當一個物體以光速運動時,時間就停止了,這種說法完全是基於相對論中的“鐘慢效應”原理。“鐘慢效應”又稱為“時間膨脹”。在牛頓的絕對時空觀下,愛因斯坦利用兩個完全分隔開的同時性,否定了沒有任何經驗根據的“同時性”的絕對性,同時也否定了絕對時間的概念。最後愛因斯坦用光信號“對鍾實驗”,建立起了狹義相對論。



要知道,愛因斯坦的時空是相對時空,“相對”二字是重點,因為在相對時空觀中,一切都是以觀察者的角度為核心,所有的時間膨脹效應都是基於站在觀察者而言,時間的測量完全依賴於觀察者所處的參考系。

上面所說,只為了能夠儘可能的說清楚相對論中的相對思想,若總是固定在絕對時空觀下思考問題,那相對論絕對是錯的,時間膨脹效應更是可笑的理論。可事實上,科學家無數次的實驗都證實了“時間膨脹”效應的正確性。這一點無可反駁。下面是時間膨脹效應公式:



最後說一句,時間的流逝速度,取決於觀察者所處的參考系,參考系包括靜止參考系,勻加速或勻減速參考系以及者變加速或變減速參考系等等。


科學與歷史愛好者


洛倫茲變換因子:γ=1/(1-v²/c²)中的參照系速度v是測量儀的速度。對地表上的測量儀,這個公式不適用,壓根不存在什麼鐘慢尺縮效應。

例如,地球人測定來自太陽的光,以光速v=c運動,到達地球的時間:t0≈8分鐘,這個v是不能套用在洛倫茲變換因子裡的。你能說陽光旅行的時間停止了麼?

如果一個太空飛行器,果真達到光速,哪怕是超光速v=100c,在地球人看來,它的時間依然是t0,不可能出現t=t0/√(1-v²/c²)=1%·i·t0,類似於時間倒流1%t0,因為:這個v=100c不是參照系的速度,不存在相對論效應。

我這裡特別提醒國人:愛因斯坦的偉大貢獻,只是光電效應方程:Ek=½mv²=h(f-f0)。

狹義相對論與廣義相對論是純數學演繹的主觀臆斷,是導致現代物理走火入魔的一大根源。

國人有一劣根性:跟著感覺跟風走,跟著名人隨大流。莘莘學子當心,耽誤的是終身事業。


物理新視野


愛因斯坦的相對論分為狹義相對論和廣義相對論,狹義相對論研究的是勻速直線運動的參照系物體之間的物理規律,廣義相對論是研究加速度運動的參照系物體之間的物理規律。相對論和量子力學是現代物理學兩個深奧物理原理,以致於真正瞭解的人不是很多。相對論是經典物理學不能解釋的物理原理,它解決了高速運動的物理問題,顛覆了人類對宇宙和自然的習慣性的認識。

相對論最著名的物理原理就是質能方程,即E=mC2,其質量隨能量的增加而增加,也可以解釋核聚變反應中質量和能量的轉化。相對論還預言了引力透鏡和黑洞,而且被觀測到了。

根據質能方程,容易推出"光速是宇宙中最快的速度"。當物體達到光速時,它的質量將變得無窮大(數學知識呵),與事實不符,於是人類就推理,存在著兩個宇宙或多元宇宙理論。多元宇宙也是有事實根據的,海市蜃樓就是"透鏡""折射"出另一個宇宙的景觀(因為在地球上找不到參照物),這些充分說明愛因斯坦相當論所預言的正確性。

根據質能方程,消耗的能量(物體)還可以再轉化為質量,這在經典物理中是不可思議的,在經典物理中,能量轉移和轉化有方向性的(即消耗的能量是不可能再回收利用了)。既然原來的物質還可以再現,哪就相當於時間倒流,設時間為t,則t≤0,其中等於零,就是說時間被"凝固"了。

在經典物理中,人類對光傳播的時間也可以這樣理解,因為光速太快,每秒鐘能夠繞地球轉七點五週,所以,光在地球上任何兩點間傳播可以認為時間為零,即不需要時間。這個,使我想起了神話傳說,這個速度難道就是"神仙速度",孫悟空一個筋頭翻十萬八千里,說到那裡馬上就到,佩服古人的智慧,他們那麼早就已經"幻想"出光速了!理解也是一種智慧,正確與否,歡迎批評!




理性科普者


答:時間是相對的,不同參考系經歷的時間是有區別的;在相對論中,一個物體以光速運行,那麼這個物體所在參考系的時間就停止了。


時間是什麼?

看似很簡單的問題,一旦我們開始思考,會發現這個問題很難回答,從不同的角度也有不一樣的解釋。而愛因斯坦的相對論,給了時間一個全新的解釋。



在相對論中,時間不再是絕對的,時間可以被壓縮,也可以被拉長,這取決於我們研究的參考系,但是時間只能向前,不能倒流。


四維時空

時間的一維的,如果加上三維的空間,就組成了四維時空。

因為光速是絕對的,我們把時間乘以光速,就和三維空間組成了閔科夫斯基空間,在閔科夫斯基空間中,時間和距離是同等級別的變量。



於是,對於題目說的情況,當物體以光速運行時,我們可以看作四維時空中的時間維度被壓縮為零,也就是時間停止了。


時間停止

目前,能以光速運行的實物,只有靜止質量為零的粒子,比如光子。



光在真空中以光速運行,對於光子來說,時間就是停止的,時間對光子沒有意義。

所以光子沒有衰變期,光子在真空中的壽命就是無限的,只有被其他物質吸收後,光子才會消失。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


最近老是在想一個問題,如果人類的飛行器能夠克服引力就是引力對飛行器沒有作用,那飛行器的速度可以超過光速的,速度達到一定時,飛行器到宇宙的任何一個地方都是瞬間的,甚至宇宙之外。那時時間還存不存在,時間肯定存在,只是我們速度快了,辦事效率高了。這時就會有另一個問題,會不會回到過去?!超光速的飛行器在行進,相比較光的速度也在進行,這時光速以不是前進而是在後退嗎?!不是(如高速公路的兩輛車,一輛慢一輛快,快車超速但慢車同樣在行進。)但會出現情況,飛行器在宇宙中跑了幾個來回但光只行進了1米,時間在進行0.00000000000000001秒!

這時時間和光速沒半毛錢關係!

引力,時間,光速三者糾纏的關係讓愛因斯坦迷糊了。


曉飛288588


這是狹義相對論的簡單推論。

狹義相對論其實非常好理解,只要你採用正確的學習角度。不要總是從經典力學+洛倫茲變換入手,這在愛因斯坦之前已經存在,也正是愛因斯坦想取而代之的。

理解狹義相對論最簡單的方法就是從純幾何入手,這其實就是愛因斯坦本人的角度:他第一個敏銳認識到物理學裡的運動,就是一個純幾何問題。

狹義相對論認為時空是一體的,也就是所謂的四維時空,即閔可夫斯基空間,忽略掉這個不明覺厲的名字,就是一個四維偽歐幾何空間。

所謂偽歐(Pseudo Euclidean space),就是說基本上就是歐幾里得幾何,唯一區別就是有一條軸是虛軸,比如中學學的複平面就可以看成一個二維偽歐空間。

狹義相對論認為我們所處的宇宙就是一個四維復空間,三個實軸構成空間,一個虛軸構成時間:ict。也就是時間乘上光速c,再乘上虛數單位i。

這就是狹義相對論的精髓,再加上相對性原則和光速不變幾乎就是狹義相對論的全部了,因為其他結論都可以直接用幾何方法推導出來了,包括那個洛倫茲變換,時間膨脹等等,根本不用定義,都是幾何演算的必然結果。

比如題目所說的“光速運行時時間凝固”。狹義相對論裡的時間是相對的,一個觀測者的參考系內,一個運動物體自身感受的時間就是他從起始時空點到終止時空點的軌跡的長度(除以常係數ic),即所謂的“世界線”的長度。

當一個物體在該參考系下以光速行進時,其世界線在這個四維偽歐空間裡顯然是一條斜率為i的直線。那麼根據勾股定理,在任何一個時間點t上,該斜邊的長度就是

√s²+(ict)²

=√(ct)²+(ict)²

=√c²t²-c²t²

=0

所以對於光速運行的物體,在觀測者看來,他的世界線長度始終為0,所以時間凝固。

假如運動物體速度為v,那麼上述推導就直接得出時間膨脹的洛倫茲變換:

√s²+(ict)²

=√(vt)²+(ict)²

=ict √(v/ic)²+1

=ict √1-v²/c²

所以可以看到,在愛因斯坦使用閔可夫斯基空間來描述物理時空之後,一切都變成了簡單的幾何計算,洛倫茲變換僅僅是這種計算的結果。


帖木兒


愛因斯坦可是沒有提出過相關結論的哦,而是現在人們對狹義相對論的片面的解讀和主觀的對公式的外推。

狹義相對論說運動的參考系時間流逝就會比相對靜止時要慢一點,且速度越快,那麼時間流逝的就越慢。

這也就是時間膨脹效應,又叫做鐘慢效應,公式如下圖:

可知當速度V越來越趨近於光速時,時間流逝開始變慢,注意,速度V不可以達到光速,因為如果V=C了,便會造成分母等於0,公式便失去了意義。

其實,愛因斯坦在提出狹義相對論之前就已經明確的指出,一切具有靜質量的物體無法通過加速的方式達到光速,更不用談超越光速的事情了。

所以,從公式的形式便可以知道,所謂的達到光速時間靜止以及超過光速時間負流逝,僅僅只是對於公式的主觀外推而已。


一枚遊戲科幻迷


你是如何理解愛因斯坦所說的“當一個物體以光速運動時,時間就停止了”?

其實相對論一直都認為,時間並不是一個絕對值,在不同的條件下時間可以被壓縮也可以被拉長,箇中的關鍵不是時間本身而是參考系的不同!

光速運動的時間體系可以用上述公式互換,T為飛船時間,而t則是觀測者時間,v則為速度,c為光速,其實用時間停止並不能準確形容出時間的變化,光速下的時間體系,在觀測者看來時間已經被拉長至無限長度!即我們所說的時間停止......

但在光速運動的飛船內部,時間體仍然是一樣流逝,比如吃喝玩樂,生老病死該發生的一切都會發生,可能會有很多人會問:如果中了一種一分鐘就會死的毒藥,然後直接上光速飛船,那這個人還會死嗎?

答案很簡單,在觀測者看來這個人一直處在出發飛行速度進入光速時的狀態,永遠都不會死亡,但在飛船的時間體系內,一分鐘之後該死死,該火化火化一點疑問都不會有!

另一個問題:光子從太陽上出發需要8分鐘才能到達地球,對嗎?這個答案對或者不對都可以,因為對於光子來說,穿越整個宇宙都不需要時間,但對於觀測者卻是有的,所以我們看到的陽光永遠都是8分多鐘以前的,永遠都不會看到太陽現在發出的光芒,不過也許“帕克”可以!

帕克探測器在日冕層上方飛行!但它也只是比我早一點看到陽光而已!


分享到:


相關文章: