量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

根據愛因斯坦的相對論,不同慣性系對應的時間流速並不相同,運動慣性系的時間流速會比靜止慣性系的時間流速慢,即所謂的鐘慢效應(或稱之為“時間膨脹效應”)。也就是說,時間並不是絕對的存在,而是相對的存在。當物體運行速度越快時,其相對時間就會變得越慢,接近光速時,相對時間慢的幾乎靜止。

根據時間膨脹效應,比較著名的一個思想理論實驗是有關狹義相對論中眾所周知的“雙生子佯謬”實驗。雖然現實中很難去進行該理論的實際檢驗,卻可以根據探測到的大氣層上層μ介子的“衰變速度”進行間接驗證。

探索科學,探索宇宙,水木長龍與您繼續我們的探索之旅。我們接下來要探討的內容會非常有意思,主要依據就是“時間膨脹效應”,依據該理論,最終我們會推導出一種不可思議的結論。


量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

我們直奔主題。

在探討開始前,我們先假設人類的科技水平已經發展到非常先進的程度,可以做到以下幾點:

其一,可以利用高科技從真空直接獲取自由能源;

其二,可以通過“量子糾纏”技術進行即時信息傳遞;

其三,可以利用“自由能源”造出十分接近但尚未達到光速的宇宙飛船。

假設太陽系直徑為4光年,人類一造出宇宙飛船便開始以最大飛行速度向太陽系邊緣飛行而去,並花費了3年時間完全飛出太陽系。

當飛出太陽系時,飛船人員立刻通過“量子糾纏”技術與地球通信,通知他們再安排一艘宇宙飛船趕來。同時本飛船為了等待第二艘宇宙飛船的到來,仍然以原先飛行速度開始做兜圈飛行。


量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

假設第二艘飛船一接到通知便立刻出發,耽擱時間可忽略為0,那麼,第二艘飛船會花費多少時間飛到第一艘飛船身邊?而第一艘飛船又會花費多少時間等待到第二艘飛船的到來?

分析計算:

首先,當第一艘飛船以接近光速花費3年時間飛出太陽系的時候,根據愛因斯坦狹義相對論裡的“鐘慢效應”,地球所在的慣性系時間與第一艘飛船飛出太陽系所花費時間並不相同。相對而言,在第一艘飛船慣性系的3年時間裡,地球慣性系的時間可能已經過去了幾百年,幾千年,甚至幾萬或幾十萬年,主要取決於第一艘飛船接近光速的程度。我們就以地球已經過去了一千年計算。


量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

在地球慣性系的一千年時間裡,人類的科技也必然會進步不少,製造出來的宇宙飛船極限速度也必會比曾經一千年前的飛船速度更快。

然後,我們再來設置兩艘飛船的極限飛行速度、飛行時間,第一艘飛船等待時間等參數:

第一飛船:

極限飛行速度:V1

等待到第二艘飛船所用時間:T△

飛出太陽系時間:T1=3(年)(時間相對於第一飛船慣性系而言)

第二飛船:

極限飛行速度:V2

飛出太陽系時間:T2(時間相對於第二飛船慣性系而言)

顯然,根據愛因斯坦狹義相對論裡的“時間膨脹效應”(即鐘慢效應),第一飛船的等待時間並不等於第二飛船的飛行時間,而是應該大於第二飛船的飛行時間,因為第二飛船的飛行速度比第一飛船要快些,對於第二飛船的慣性系而言,時間會變得更慢些,即T2<T△。

因為第二飛船的飛行速度快於第一飛船,故飛到第一飛船身邊時,所花時間對於第二飛船慣性系而言會小於第一飛船所花時間T1,即T2<T1=3。

而第一飛船的等待時間相對於其慣性系而言,同樣應該小於其飛船太陽系時間T1=3年,因為第二飛船的飛行速度要快於第一飛船,故有T△<T1=3。

第二飛船飛行的速度再快,根據愛因斯坦狹義相對論,也不會超過光速。前面我們已經假設太陽系半徑為2光年,這就說明,第二飛船飛出太陽系所花費時間一定大於2年,即T2>2。

根據以上分析,我們可以得到以下推導公式:

2<T2<T△<T1=3

V2>V1

根據以上公式,我們不妨取T2=2.5,T△=2.6(完全可以調控第二飛船速度以滿足這樣的取值),即第二飛船飛出太陽系用了2.5年,而第一飛船等到第二飛船用了2.6年。


量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

然後,當第二飛船一旦與第一飛船相遇,便用先進技術幫第一飛船提升飛船速度到它的最大極限速度,之後兩艘飛船以第二飛船的速度做兜圈飛行,並像第一飛船那樣通過“量子糾纏”技術通信地球,請求增派下一艘飛船前來(或許,一旦飛出太陽系,飛船人員便發現,太陽系有完全超出人類想象的世界,他們想帶一些有價值的東西返航,卻發現飛船太小,所以不停呼叫地球增援。隨便找個不停呼叫地球的理由啊,不要當真,我們只為探討狹義相對論可能引出的奇妙推論)。此時,地球時間可能已經過去1萬年。

設第三飛船參數:

極限飛行速度:V3

飛出太陽系時間:T3(時間相對於第三飛船慣性系而言)

太陽系邊緣兩艘飛船:

極限飛行速度:V2

等待到第三艘飛船所用時間:T△(時間相對於前兩艘飛船的慣性系而言)

同樣,我們可以根據前面的分析計算方法推導出:2<T3<T△<T2=2.5,V3>V2

同樣根據以上推導公式,我們可以取T3=2.3,T△=2.4(完全可以調控第三飛船速度以滿足這樣的取值),即第三飛船飛出太陽系用了2.3年,而前兩艘飛船等到第三飛船用了2.4年。


量子糾纏結合相對論,演算與幾十萬年後人類相見的可能性

如此,可以一直循環下去。後面飛船一旦到達太陽系邊緣就會立刻幫前面等待的飛船提速到自己飛船的最大極限速度,然後與前面飛船以最大極限速度一起做兜圈飛行,等待下一艘飛船的到來。而地球每次被呼叫時,根據“時間膨脹效應”,相隔的時間都會增加。比如,第四艘飛船在接到通知時的時間與第三艘飛船飛走時的時間間隔可能已經過去了幾萬年。

最後,飛船們等待的時間會變為2.2,2.19,2.18,2.17,2.16,2.15,……,2.11,2.1009,2.1008,……,越往後,等待的時間間隔越趨於相等,因為根據狹義相對論下一艘飛船永遠不會達到光速,並且接近於光速的技術會越來越到達一個極限。

我們以第一飛船人員當時年齡30歲計算,對於他們的慣性系時間,會每兩年多呼叫來一艘地球飛船,以100年齡極限計算,在一生的時間裡,可以呼叫到30多艘飛船前來會合,也就有可能親眼見到地球幾十萬年甚至幾百萬年後的後代人類。換句話說,如果我們的先祖曾經擁有超高科技,可以製造出接近於光速的飛船,在地球大變故時逃離地球,哪怕現在的我們是當時他們的幾十萬年後的子孫,只要我們的科技水平足夠發達,就可以追上他們,與他們見面。

今天的分享就到這裡,感謝對水木的支持。


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