據說,當人達到光速飛行的時候,無論多遠的距離,在感覺上都是瞬時到達,大家怎麼看?

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我們先把相對論中的光速不變原理翻出來看看吧,它的意思可以理解為無論是在何種參照物下進行測量光速永遠不會改變,跟光源和觀察者的狀態毫無關係。其實這樣看起來覺得並沒有什麼特別之處,但其引出的結論可以說顛覆了很多人的觀念。

我們可以用一個簡單的實驗來說明一下。

假如你乘坐著一搜10萬公里/秒的宇宙飛船在超越我的一瞬間我打開射同一方向的光源,我在陸地上測量這個光的速度毫無疑問是30萬公里/秒,那麼在飛船上測量會是多少吶?按照常識來看飛船距對地面是具有10萬公里/秒的速度存在的,那麼在飛船上測量應當是30-10=20萬公里/秒。但是常事往往都是錯誤的,事實上在飛穿上測量光速同樣也是30萬公里/秒,這就是光速不變原理的結果。

那為什麼會這樣吶?根據相對性原理解釋來看,所有勻速運動的慣性參考中物理規律都是相同的。在我個人看來,飛船中的時間和長度於地面上是完全不一樣的,同樣的距離在飛船中變短了,時間變慢了。哪怕是在你起飛之前看到的長度以及時間於地面是相同的,但是當你接近光速的時候確實是進行了改變,這就是“尺短錶慢效應”。比較有意思的是當你在飛船上看地面的鐘表和尺度你會神奇的發現時間以及尺度也是一樣的“尺短錶慢”。



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光速每秒可以走299792458米,一秒鐘可以圍繞地球旋轉7.5個圈,光速從地球到月球需要1.255秒,從地球飛到火星是3分鐘2秒。那麼光速就是光在真空中行進的速度,愛因斯坦用他的質能方程告訴告訴我們,物體加速不到光速,只能無限的接近於光速。

因為一個物體的速度越快,質量就會變大,質量變大了就得需要更多的能量去加速。把一個物體加速到光速,這會使得這個物體的質量達到無限大,如果沒有無限大的能量去加速,那麼這個物體的速度和質量就會降下來。

而愛因斯坦除了提出質能方程以外,還在相對論中提出了一個著名的時間膨脹效應。那麼時間膨脹又是什麼呢?很明顯是與時間有關的。



它講訴了時間會隨著你在空間中的移動速度而變化,一個人的移動速度越快,那麼他的時間段就會被拉長,進而他的時間就會變慢。所以如果我們乘坐以接近光速飛行的宇宙飛船,可以比地球上的人要長壽好幾年。

如果以接近光速飛行,也許在你眼裡時間並沒有發生改變,而你觀察地球上的人,會發現地球的轉動速度變快,地球上的人在很短的時間裡便衰老死亡 。

以接近光速飛,即使飛行了好幾百年,在你的時間段裡僅僅只過了幾個小時。因為你的時間變慢了,所以即使再遠的路途,只要速度夠快,你都會感覺瞬間到達。
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答:理論上是這樣的,無限接近光速時,物體內部的時間流逝速度變慢,也就是相對論的時間膨脹效應。


在小說《三體》當中,程心和艾AA乘坐的星環號曲速飛船,飛往286.5光年外的DX3906恆星系統,飛船內只經過了52小時,其中光速飛行時飛船內的時間是停止的,而地球參考系的時間,卻經歷了280多年。

這其實是大劉嚴格地考慮了相對論效應,因為相對論描述,一個高速飛行的物體,它的時間是會縮短的,時間膨脹公式如下:

當飛船以光速飛行時,它的時間就完全停止了,無論外界過了多久,飛船內的時間都是一瞬間;當飛船速度遠小於光速時,時間膨脹效應將不明顯,相對論力學退化為牛頓力學。

在現有技術條件下,人類無法把實體物質加速到光速,在大型強子對撞機中,科學家能把質子加速到光速的99.99999%,但就是無法達到光速。


時間膨脹效應已經被眾多實驗所證實,比如下面兩個:

μ介子衰變

宇宙射線穿過大氣層時,會產生速度達0.98c的μ介子,μ介子的半衰期為2.22μs,根據統計學計算,μ介子的半衰期,不足以讓μ介子到達地面,可是科學家在地面附近也能探測到大量的μ介子。

該現象唯一合理的解釋,就是高速飛行的μ介子,由於時間膨脹效應,導致μ介子在地球參考系中的衰期變長了(實際上μ介子本身的半衰期未變),經過計算,μ介子的衰期比靜止時高了五倍,使得μ介子有足夠的時間到達地面。

精密原子鐘

科學家把兩臺精密原子鐘,分別放在兩架飛機上,飛機朝著東西方向相反飛行,最後對比兩臺原子鐘的時間,發現原子鐘時間出現了差異,該差異完美地和相對論時間膨脹效應吻合 。


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愛因斯坦曾經說過,與美女在火車🚄上聊天,會感覺時間過的飛快。反之,如果遇到了難事,便會感到度日如年。

這些都是人類因為自己的情緒,影響了我們對時間的感受。然而,其並不意味著時間真的發生了什麼物理變化。

天上一日,地上一年的說法,僅只是古人的神話傳說與豐富的想象力。在現實的生活中,在不同的條件下所改變的,僅只是不同事物的變化週期,而不是抽象的時間概念。

我們人類認識的最大特點,是具有抽象的思維。這是人類與其他動物🐒的本質區別,即通過從現象中提出具有共性的概念,來進行邏輯分析。

這種抽象的認識方式,不僅使人類得以認識較為複雜的事物,而且還會使人類的認識具有極高的認識效率。

於是,久而久之,人類把認識工具🔧當成了認識本身,將其構建的同構系統(理論)視為現實的世界。這就好比我們看電影🎬,會不由自主地進入情景,把自己當成了片中的主人公。

對於時間的認識,也是如此。所謂時間,就是人們對各種不同物體變化的抽象概念。其具體的表現,是不同變化週期的比較。

比如,我們可以藉助於一些相對穩定的變化週期,來衡量事物的變化速率。於是,地球🌍自轉的週期和其圍繞太陽🌞公轉的週期以及手錶⌚️有規律的變化,都是我們度量變化的基本單位與標準,如日、年和秒等。

然而,如果我們把抽象的時間概念與具體的變化週期相混淆,就會在認識上產生混亂,使人類迷失於自己的認識之中。

最為典型的案例,就是將速度與時間掛鉤,認為當物體接近於光速時,時間就會變慢。

然而,實際情況卻是,由於存在著物理背景,即存在著由最小粒子構成的量子空間,任何物體的運動都會受到該空間的束縛與影響。

因此,類似跑步🏃‍♀️會感到風阻,物體運動速度的增加也會增大量子空間對其的影響,從而改變了該物體自身變化的速率。

物體自身變化的速率與抽象的時間變化,是兩個截然不同的概念。如果是前者,其因速度而發生變化的程度與方向,是因物而異的;然而,如果是後者,則要求速度引起的變化是統一的。

比如,在高速運動時,氣球🎈就會破裂,而子彈則並無太大的改變。又比如,當人接近於光速運動時,會因量子空間破壞了其組織結構而消亡;然而,對於基本粒子來說,卻有可能延長其衰變的週期。這就是所謂的,彼之糖飴我之砒霜,糖尿病人是最懼怕吃糖🍬的。

回到題主的問題,以光速運動的人會因為時間變慢而瞬間抵達目的地嗎?當然不會。且不說人的運動無法達到光速,即便是能夠實現光速旅行,其達到目的地所需的時間也還是距離除以速度,是要與其他事物的標準變化週期(如手錶)相比較的。

除非你定義,在光速的情況下,距離縮短為零。然而,這僅只是一種數字遊戲,並無任何實際的物理意義。無論你如何運動,都不會改變太陽與地球的距離,否則的話,地球就會因距離太陽過近,而遭到毀滅。

愛因斯坦之所以將物體的運動速度與時間相聯繫,是因為光速的不變性。其混淆了光子的弛豫時間(變化週期)與抽象時間的區別。實際上,兩者僅只是在物理量綱上具有相同的名稱——秒,它們有著截然不同的物理含義。

由於量子空間的存在,任何物體的外在能量都具有兩種不同的形式,即相對於自身的動能和相對於空間的勢能。這就好比彈簧上的物體,其同時具有動能和勢能。

隨著該物體相對於彈簧的運動,其所具有的動能與勢能,會發生相互的轉化。光子的特殊性在於,其質量非常小,以至於光子的動能遠小於勢能。

於是,光速僅只是光子維持其相對於空間勢能的速度。光子能量的變化,主要是其勢能的增減,從而表現為速度的不變性,只是其物理參量弛豫時間(頻率的倒數)的改變。

總之,由於物理背景的存在,物體運動的速度會改變該物體原有的變化速率。然而,如果我們把物體變化的週期與抽象的時間相混淆,就會得出光速旅行的人瞬間抵達目的地的荒謬結論,使人類的認識陷入了自己的認識誤區。


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如果一個人不能比光走得更快,那麼從我們到最近的恆星來回之旅至少需要8年,而到銀河系中心約需5萬年來回。


如果宇宙飛船以非常接近光速的速度飛行,對在船上的人而言,到銀河系中心也許只用了幾年時間。但那實在沒什麼值得安慰的,因為當你返回時,你認識的所有人都早已在幾千年前死去並被遺忘了,這又有什麼意義呢?


1915年,愛因斯坦展示了引力的效應可被描述為時空被其中的物質和能量所彎曲或扭曲,而這個理論被稱為廣義相對論。我們可以從光或者射電波在太陽附近掠過時被稍微偏折的現象中,實際觀測到太陽質量引起的時空彎曲。


因此,在合理的時間內從銀河系的一側到達另一側的唯一方法似乎是我們將時空彎曲到足夠程度,從而製造出一個蟲洞。

你的問題中無論多遠的距離感覺都是瞬間到達的,這個不是很精準,如果距離很遠,感覺上根本不是瞬間到達,可能會需要好幾年。


好吧,這裡面又涉及了時間旅行的一些邏輯和推理。


根據量子理論,宇宙並不僅僅存在一個獨特的單一歷史。相反,宇宙擁有每一個可能的歷史,每個歷史都有其概率。

就不細講了,東西很多,總之就算是光速了,感覺瞬間達到的前提條件是,距離足夠近才可能實現。


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  在愛因斯坦的相對論出現之前,時間的流逝被認為是固定的。 從伽利略到牛頓,沒有想到“時間膨脹”的存在。 其背後的原因實際上是因為這些物理學家沒有意識。 在任何參考系中,光速都是恆定的。

  如果航天器的速度更接近光速,則航天器上的觀察者可能會在一天之內到達北極星,並且地球與北極之間的距離 星光只有一光天。 如果航天器的速度無限期地趨向於光速,無論它走到哪裡,即使在距離數百億光年的遙遠宇宙中,航天器的觀察者都認為它只會在瞬間到達,因為距離 縮小到零。

  科學家在兩個平面上放置了兩個精密原子鐘,這些平面從東到西以相反的方向飛行。 最後,通過比較兩個原子鐘的時間,他們發現原子鐘的時間不同。 這種差異與相對時間擴展的效果完全匹配。

  如果宇宙中重子物質的密度太低,則整個宇宙的拓撲結構將顯示為開放的鞍形表面或平面,這意味著宇宙是無限的,那麼無論它有多快或多快 飛船飛得很快,它不會飛回原點,它將飛到宇宙的其他地方。


西域小夥講科學


其實頭條上關於光速的問題這麼多,你只需要認真看幾個,應該就能明白了,沒必要再重複提這些問題。當然,你應該看那幾位經常回答這類問題的有黃V的同學的回答,比如史密斯,種花家,宇宙探索,鍾銘,牛毛,火星等等,但注意不要被其他一些人的胡說給帶偏了。

理論上人是不可能達到光速的,這是這個宇宙的規律所不允許的;但你非要達到光速我們也沒有辦法不是?雖然理論無法給出答案,但我們合理想象一下,自己推出一個假想的答案自個兒偷著樂可不可以?

按照相對論的觀點,一個物體越接近光速,時間就越膨脹變得越慢,1秒鐘就相當於我們地球上的幾十年,幾百年,幾千幾萬年,然後再快呢?無限無限接近光速呢?一秒鐘等於幾億,幾百億年,再然後呢?那就肯定是永遠永恆,沒有時間的概念了。既然沒有時間概念,當然到宇宙中任何地方都是瞬間到達,沒有時間過程了。

事實上在相對論的公式中,是因為時間是分母,如果變成零就會讓公式失去意義,所以不管怎麼加速,有靜止質量的物體都不可能達到光速。我們可以想象自己達到光速就時間永恆,能瞬間到達宇宙中任何地方,但要說出來,你就違背了這個宇宙的物理定律。



徐德文科學頻道


這就是愛因斯坦狹義相對論推論之一時間膨脹效應,這種效應真實存在,如果一個人無限的接近於光速飛行,那麼無論他飛行多遠的距離,在他自己的感覺是幾乎都是瞬時的。


在愛因斯坦未提出相對論之前,牛頓的絕對時空觀佔據主導地位,這也是目前大部分人的真實感覺。如果你有一天在大街上對別人說:你和我的時間可能是不同的,你走得快你的時間就會變慢。別人可能會認為你是個神經病。

但事實就是如此一參考系的時間流逝速度和這個參考系的運動速度有關聯,當運動速度越快時間的流逝速度就越慢,直到無限接近於光速運動那麼時間將會無限接近於靜止。很多人應該都看過《三體》,在太陽系被二維化後程心和艾AA乘坐的光速飛船逃離太陽系,只用了52個小時就飛到了286光年外的DX3906恆星。因為是光速飛行時間是不流逝的,這52個小時是飛船的加速和減速的時間。


理論上來說有靜止質量的物體達不到光速,但是通過曲率飛船可以實現光速飛行甚至是超光速飛行。如果乘坐一艘接近於光速的飛船去往另一個星球,對於飛船內的人來說可能就是一個眨眼、一次呼吸的時間,但是對於地球來說可能已經過去萬年,可能這就是常說的一眼萬年吧!(沒有考慮加減速過程)



科學黑洞


原創思想,光速亦是時空性的,是有著時間性時空性的跨度距離性的,儘管光子是被轉化為場性的膨脹輻射波,但如果是隻有一個光子的,而就無法組成出一個系統性的一個小磁場出來了,而就形成不出磁場性的波長膨脹輻射性出來了,而這個光子就會迅速的被其它質量性而吸收的了。而人當然是達不到光速的飛行了,就算人是達到了光速的飛行速度,就無法感知有著時間性的存在了,而確實是達到了瞬間性的了。因為沒有時空性的時間性存在,而就是沒有了延遲性反應性的感應性感覺性的作用性存在了,而就不會有著感覺出來的時間性的這個瞬間性的存在了,這樣就既是瞬間性的而又不是瞬間性存在了。但不知是不是這樣的認為,而下面就交給磚家們繼續的討論吧!


踏浪而來37326050


人離開地球的時候由於和光速一樣快,那麼看到的地球好像靜止了一樣,但其實並沒有,只是視覺上看不到而已,那麼到達地點後再回來,由於是相對速度,看地球就好像是視頻快進一樣!來時慢,回時快!地球和飛船都是一樣的時間!只是視覺的問題!哪來的狗屁時間膨脹!我看過一個美國科普視頻,上面模擬了從正在行駛的光速飛船上往外看,外面幾乎都沒動一樣,視頻上解釋說,雖然飛船達到了光速,但是宇宙實在是太大了!以光速飛行根本感覺不到有多快!哪特麼就瞬間到達了?!


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