乘光速飞船前往250万光年的仙女座星系,在感觉上一瞬就会到达吗?

love--333


爱因斯坦狭义相对论说的是速度越快时间越慢,这种被称为时间膨胀的现象为后来科幻小说中的光速飞船提供了理论基础


然而我们宇宙中光速就是极限速度,有质量的宇宙飞船其实只能无限接近光速而已,它和真正的光速间永远存在微小的差值,所谓达到光速时间静止只是一个幻想,因为现实中是不可能达到光速的。

时间膨胀效应只会被正常速度下的人观测到,处于近光速飞行中的人是感觉不到时间流逝速度变慢的,因为飞船内部仍然是正常光速,驾驶员和乘客仍然会渴会饿会变老,只不过他们在飞船里过一天,地球上的时间就会过一年甚至更久。


仙女座星系距离我们250万光年,也就是说我们现在看到的是250万年前的仙女座,假如未来的人类可以制造出接近光速的飞船,那么就能在有生之年到达仙女座,并且飞船速度越接近光速,跨越250万光年距离所需要的时间就会越短。

当飞船达到光速的99.99999999997%时,在飞船内的人会感觉到自己过了28.6年就到达了250万光年外的仙女座星系,而如果继续向光速冲击几个小数点,那么这28.6年可能会变成2.86年甚至更少。


宇宙探索未解之迷


这个题目有很大的逻辑漏洞。可能题主只是粗略的听过狭义相对论的结论,所以才抛出这样的问题。

其实狭义相对论的时间膨胀结论指的是速度越快,时间过得越慢。越接近光速,时间越慢。

于是有人发散思维,得出来达到光速,时间静止的结论。其实这大错特错。

主要出现在两个方面

一:狭义相对论的时间膨胀指的是一个相对于观察者匀速直线运动的物体。这个物体的匀速直线运动速度越快,在观察者看来其时间就过得越慢。但是参考系是平权的,也就是说:在这个高速运动的物体内的观察者是完全感受不到任何时间流逝减慢的。他的感受和站在地面上没有任何改变。

所以即便你接近光速飞向仙女座星系,也不会感受到任何时间变慢效应,在飞船内的人依旧会感受到需要至少250万年才能抵达仙女座星系。

不同地是,当你花了250万年抵达了仙女座星系,地球上已经过去了上亿年了。

第二个很重要的漏洞就是:有静止质量的物体不能达到光速。

狭义相对论不允许飞船达到甚至是超过光速运动的行为。如果你做到了光速运动。那对不起,爱因斯坦的相对论的基础就错了,以光速不变的基础建立的相对论大厦就轰然倒塌。既然相对论都错了,那么你就不能用一个错误的理论导出“速度达到光速,时间静止”的结论。


科学认识论


好多关于乘光速飞船去往哪里然后时间变慢的问题啊。还是先给答案吧,假如前提假设成立,的确,对于飞船上的人而言,无论去往多远的地方都是瞬间到达。问题是,光速飞船是否可以造出来呢?

狭义相对论告诉我们的不仅是物体速度越快时间将变慢,时间和速度就像坐标上的两个方向,量可以互换,而且还告诉我们,没有任何有质量的物体可以被加速至光速,内在原因是随着速度的加快质量也将增加,这个效应在接近光速时会明显显现出来。光速是宇宙运动速度的极限,只有光可以在产生的那一刻即以光速运动。因此,光速飞行得飞船是不存在的。


人择原理


乘光速飞船前往250万光年的仙女座星系,在感觉上一瞬就会到达吗?

这个话题中看上去似乎只有一个问题,但其实这包含了好几个问题,比如光速飞船前往250万光年外的仙女星系,飞船上的人感觉一会就到了吗?还有在地球上的人是不是看他们也是一会就到了?当然还包括其他一些延伸出来的问题,咱不妨来围观一下!

本星系群内距离银河系最近的几个星系,当然还有两个矮星系更近(大小麦哲伦星系),更远的是仙女星系以及三角座星系(295万光年)!我们回归主题,来简短分析下前往仙女星系看起来需要多久时间?

一、飞船上的人感觉过了多久?

飞船上人适用钟慢效应,因为高速飞船中的时钟在地面人员看来,会随着速度的提高而变慢,最终在接近光速逐渐趋向停滞,但在飞船上的人看来,他们时间体系并没有改变该多久还是多久,只不过有一个时间交换比!而这个比例为:

T为飞船时间,t为地面人员观测到的时间!这几个参数中t=250万年,因为光前往仙女星系就需要这么久!那么我们就可以计算了,因为v=c,因此等式的右边计算结果为0,因此我们可以得出结论,飞船上人看起来时间为0,根本就没有经过时间就到达仙女星系了!

二、地面人员看到他们飞行了多久?

在地面人员看来,无论他们以多快的速度,t=L/v=250万年!

没有人可以等那么久,除非冷冻这过这么久,不过冷冻设备是否能支撑过这天文数字的时间也是个问题!

三、飞船不可能达到光速,那么假如能达到99.999999%的光速,前往仙女星系要多久?

根据以上钟慢效应公式,在这个速度下时间的交换比为7071倍左右,那么我们看看前往仙女星系要多久呢?

T=250万年/7071=353.56年

看来这速度还是不够,飞船上的需要经过353.56年才能到达,至少需要冬眠技术或者冷冻技术下才能活着到达仙女星系,否则这个时间足够考古了!

那么此时,在地面看来需要多久才能到达呢?

T=250万年/99.999999%=2500000.025年

四、假如用传说中的最高曲速到达仙女星系呢?

最高曲速9.9999级,199516倍光速,这个速度下,到达仙女星系是多久呢?

T=250万年/199516=12.53年!

仍然需要12.5年,不过比起差点考古的99.999999%光速靠谱多了,那么此时在地面看来需要多久呢?理论上曲速飞船的时间体系和地球上是处在同一时间体系内的,因为移动的是曲速飞船外部的空间,而飞船是停止的,因此这种引擎才是值得我们追求的!

只是不知道我们的科学家什么时候能将这种引擎发明出来,我们可等不了多久,毕竟现在已经几十岁了哈!


星辰大海路上的种花家


根据爱因斯坦的狭义相对论当飞船速度增加的时候,质量会增加,这意味需要更大的能量去驱动。如果想要飞船的速度达到光速,那么就需要无限大的能量。这意味着飞船是达不到光速的。

而关于达到光速时间静止、甚至是超过光速时间倒流这样的说法都是对爱因斯坦狭义相对论时间膨胀效应的“非官方”延伸。

因为时间膨胀效应指得是物体的运动速度会影响时间流逝速度,运动速度越快时间流逝速度越慢,当无限接近于光速时间无限接近于静止。


爱因斯坦相对论关于光速比较严谨的解释是:有静止质量的物体达不到光速;信息的传递速度不能超光速。

所以对于本题,只能把题目中的光速飞船改为无限接近于光速,这样虽然技术上也很难达到但是理论上可以实现。

仙女座星系和银河系都属于本星系群的成员,距离我们大约是254万光年,天文学家发现其呈现蓝移现象,正在以300公里每秒的速度向我们奔来,大约会在30~40亿年后与银河系开始碰撞融合。


如果不考虑两个星系的运动和飞船的加速过程,那么乘坐飞船的人时间流逝速度会非常慢,很可能连一秒钟都不到直接就会跨越254万光年。但是对于我们来看这艘飞船确实是飞行了大约254万年。

至于这个人感觉的一瞬间是多长时间就要看这艘飞船有多趋近于光速,可以应用下边的时间膨胀公式计算。



科学黑洞


其实这种问题的核心是狭义相对论,考验一个人是否真的了解狭义相对论的本质!

先看几个重要公式,公式包括尺缩效应,钟慢效应,质增效应,质能公式,当然还有一个洛伦兹变换!这几个个公式分别指当速度达到亚光速时,距离会相对变短,时间变慢,增加增加,速度不能用伽利略变换来计算而需要用洛伦兹变化!

再回到问题中来,假设乘坐光速飞船(当然无论如何不可能光速飞行的,只是假设,或者理解为无限接近光速)飞往250万光年外的仙女座星系,对于飞船内的人来说,由于尺缩效应,250光年的距离会缩短,而且越接近光速,距离缩短的越厉害!

明白这点非常重要,为什么会出现这样的情况呢?因为我们所处的时空并不是绝对的,速度越快对时空的影响就越厉害,理论上光速飞行的飞船已经位于完全不同的时空里,当然不能用我们的时空观念区理解!

由于距离缩短了,光速飞行的飞船到达仙女座星系的时间会缩短,如果达到光速(当然这不可能),距离就会变为零!而如果无限接近光速飞行,就会一瞬间到达仙女座星系!

不过对于地球上的我们来说,在我们眼里飞船以光速飞行250万光年,飞船所用的时间就是250万年,也就是说,光速飞行的飞船里的一瞬间就等于地球上的250万年!

所以,理论上在遥远的未来我们就可以利用爱因斯坦的狭义相对论的时间膨胀和尺缩效应进行星际旅行,只要速度足够快,就可以在极短的时间里跨越浩瀚星际距离!!


宇宙探索


我是一應,第一时间回应。

要飞250万年。光年是光一年飞的距离。

爱因斯坦的质能方程E=MC2

速度越高,能量越大,光速飞船的能量问题解决了的话,你就可以开着它在宇宙中到处玩耍了。到时候要想办法解决制动问题,别撞在其它星球上了。


去仙女座是最好的选择吗?等你飞过去,那里的外星人刚好完成进化,你送货上门,正好拿你当试验品。

我的建议是,你不如先去一下赛博坦星球,先带上擎天柱和它的小伙伴们,回地球消灭霸天虎后再出发。


李一應


不是这样的。题主和之前的答主可能都忽略了一些细节。

千万不要忘了在乘上飞船之后到飞船加速到光速之间是需要有一个加速阶段的。人要能上到飞船上,必然需要飞船与地球保持相对禁止,那么从静止加速到光速必然需要时间。但是有质量的物体要加速到光速的时间是无限的。所以让有质量的物体乘坐一艘可以加速到光速的飞船加速到光速,这一表述存在着逻辑矛盾——因为有质量的物体没有办法加速到光速。我们可以假定飞船(因为某种科技)没有质量,但是人不可能没有质量。

即便飞船本身可以加速到光速,但不代表带载荷的飞船也能加速到光速。一艘高科技的可以加速到光速的飞船,带了载荷估计也只能处于永远的加速之中,顶多最后无限趋近于光速。

虽然存在着逻辑矛盾,但我们还是假定这趟旅程能够成行,但这趟旅程很可能是一个持续加速的过程,而不是匀速过程,因此不大可能是瞬间就到达。


小宇堂


#科技#

理论上有质量的物体是达不到光速的。

但是这也是人类现在的认识,谁也不知道未来的人类会不会建造出所谓的光速或者超光速飞船。

我们更无法理解所谓的光速飞船上,到底会是什么样的景象。就像你对一个原始人描述一架喷气式战斗机的形态或者飞行原理一样,他是无法理解的。

那么以现在的理论可以假想会出现无限接近光速的飞船,但它到达光速的加速和减速过程会非常漫长。

但这种想法,明显不符合题主的意图,题主应该说的是可以瞬间加速到光速的飞船。这需要瞬间供给给船体巨大的能量。

那么就需要大量的燃料和超级发动机。会占用大量的资源和能量。这种能量级别如果在地面发射会有排山倒海一样的景象。所以只能在宇宙空间启动这种光速飞船。那与其在宇宙空间造出这种变态的大飞船,不如利用恒星的能量,飞船变成一种抽取恒星能量的储能器。将装载宇航员的小型容器放在储能器的发射端上,可能会达到瞬间达到光速的效果。





实际这已经不是光速飞船的概念了,而是“星门”。飞船变成了一个巨型的空间站,像个巨大的聚能环,发射端在环的中心位置。

对于被发射出去的光速物体来讲,时间是停滞的。发射出去的宇航员的感觉基本是一瞬间到达了250万光年后的目的地,就好像经过了一个机器猫的时空穿越门一样。

但在地球上来看宇航员,他们就像静止不动的雕像一样,要经过250万个地球年才会到达目的地。

发射后就恍如隔世一样,可能再不会相见。


愤怒的小野猪


一听到题主问“感觉上”我就笑了。既然这是一个感觉问题感受,那答案当然是“可以啊” 。而且还可以“感觉上”超光速呢!!在科技板块问一个感受问题这是多么讽刺

咱们现在科普科技界的悲哀就是咱们连怎样问问题都不会。国民问问题能不能正常点儿,国民会不会问问题,这是一个摆在中国所有人面前的大问题!!大众科普看来还有很长的路要走


分享到:


相關文章: