如果以光速飞行,无论多远都会瞬间到达,真的这样吗?

发布者:绝对征服 2023-4-12 22:12

首先强调一点,人是不可能达到光速的,实际上不只是人,只要有静止质量的任何物质都不可能达到光速。相对论的质量效应公式说的很清楚:

其中m为运动物体的质量,m0为物体的静质量,V是物体的运动速度,C是光速,当V→C时,根式→0,则m→+∞,即质量会变得无穷大,也就是说如果物质运动速度想达到光速,全宇宙的能量用来对这个物体加速都不够。因而有静质量的物体是不可能达到光速的。

按照狭义相对论,物质随着速度逐渐接近光速,它的时间会过得很慢(这个慢不是感觉上的慢,而是流逝的慢,感觉上是感不到的)。这里有个公式可以清楚的表达:

其中△t′为运动物体的时间间隔,△t为相对(地球)静止的观察者的时间间隔,

V是物体的运动速度,C为光速。Ⅴ→C,则根式→0,则△t′→0。由此可见,时间的同时性具有相对性。地面观察者经历的一段很长的时间,在地面观察者看来高速运动物体上相对应地只过了很

短的一段时间。另外在高速运动物体上的观察者看来,前方的距离L也变短了,即

其中L0为地面观察者测量的距离,这样高速运动物体上的观察者尽管自己感觉

时间并没有变慢,但由于前方距离变短了,所以感觉用很短的时间就到达前方目的地了。而在地面观察者看来,这段距离并没有变短,而是高速运动的物体上的时间变慢了。反正不管怎么说,高速运动物体的确用了很短的时间就到达目的地,上面的观察者感觉上确实用了很短的时间,并且物体的速度越大,这种效应越明显,感觉用的时间越短……

假如咱们违反一下相对论的光速限制原理,这个人(高速运动物体)真达到光速了,会如何呢?咱们谈谈看法。

这也是很多人的想法

很多人会想物体运动速度越接近光速,其时间流逝的越慢。达到光速,那时间肯定就静止了,或者说为0了,因为根据上面相对论的钟慢尺缩公式也会得出这个结论。V=C时,根式=0,则△t′和L均变为0了,即无论“多远”的距离,在这个光速人看来距离都是0,距离为0,又怎么会用时间呢?又怎么能不感觉快呢?他甚至连“瞬间”也不用,因为“瞬间”还是个时间段,大小为0.36秒。而在地面观察者看来,这个光速人无论飞跃多远的距离,这个光速人没用一点时间,地面观察者看到这个光速人以达到光速那一刻的动作静止不动了。

实际上上述的情况只是人的一厢情愿,因为这已超出相对论的前提和范围了,还怎么能用相对论的结论?而事实上又如何呢?下面我们试着描述一下。

人如果达到光速了,人也就成为光了,

光速是时空脱离的界限,因此不再需要时间了。这句话的意思就是人达到光速,不是时间静止,而是不存在时间了,光速物质(包括这个光速人)不以时空方式存在了,而是以别的我们还不知的方式存在(比如宇宙大爆炸的“奇点”),宇宙时空对于这个人来说崩塌了。这个人成为了一个真正的宇宙自由者,一个已经没有躯壳的“神”。到了那个地步,就不是感觉瞬间到达,而是压根没有“感觉”了。你如果觉得神,觉得不能接受,那就不要动不动就达到光速飞行了。

最后再强调一下相对论中的“时间膨胀原理”,这个原理已经在我们生活中得到验证,起码有两个实验可以验证:

一个是电子钟实验。科学家们把两个非常精确的电子钟放到一架飞机上,另一个放在地面上静止,将两个电子钟的时间调到完全一致。放在飞机上的电子钟随着飞机环绕地球一圈,回来时把两个时钟指示的时间进行对比,发现飞机上的电子钟显示的时间,要比地面上的时钟出现了微小的变慢现象。

第二是原子钟实验。科学家利用锂原子的电子跃迁频率制作原子钟,一个在常态下测试电子跃迁频率,另一个对锂原子进行加速,测试在加速状态下电子的跃迁频率,结果发现被加速的锂原子电子的跃迁频率出现了负时移现象,也就是显示的时间变慢了。

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