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关于光速 , 有个问题困扰了很久了?
理论上在光速中有许多奇妙的事情发生 , 怎么想都可以 , 因为这是不会发生的事情 , 没法证明 。 但如果要说得有点科学依据 , 就必须遵循爱因斯坦相对论了 。
爱因斯坦关于光速理论已经成为科学界的共识 。
自从爱因斯坦狭义相对论把光速定为宇宙速度的天花板 , 并且设置了一套光速理论 , 即光速极限、光速恒定、光速不变 , 爱因斯坦将这些规则用数理逻辑 , 一环扣一环严丝合缝的确定下来 。
100年来 , 科学界用无数观测和实验证明了狭义相对论的正确 , 迄今没有一例反证能够证伪 。 也就是说 , 爱因斯坦用颠扑不破的论证 , 封死了所有物质达到光速的可能性 。 所以 , 讲达到光速会怎么怎么样 , 本来就是扯淡 。
如果要讲达到光速甚至超过光速会怎么怎么样 , 首先你就要打倒爱因斯坦的理论 , 建立起另外一套严丝合缝的理论 , 或者说你有本事把爱因斯坦那严丝合缝的理论撬开一个缝 , 让它垮塌 。 100年来并不是没人做这样的尝试 , 但可惜都失败了 。 当然有些民科胡说八道 , 既没有数理理论支撑 , 又没有实践观测证明 , 完全凭想象反智反科学 , 这些人完全不属于科学的探讨 , 已经被科学界所唾弃 。
尺缩钟慢是爱因斯坦速度理论的重要一环 。
这个理论认为 , 时间在不同参考系是相对的 , 高速中 , 时间会变得更慢 , 有膨胀效应 。 这个效应在低速中不明显 , 基本可以忽略不计 , 随着速度越来越快 , 时间膨胀效应就会越来越明显了 。
速度时间膨胀所遵循的公式为:t‘=t/√[1-(v/c)2
。 式中 , t‘是低速系观测者时钟时间;t是高速系时间记录;v是相对低速观测者移动速度;c为光速 。
根据这个公式 , 我们可以得出 , 当速度达到光速50%时 , 时间膨胀约1.155倍 , 也就是说 , 在高速系里面的时间比低速观测系的时间慢了15.5% , 飞船里的人过了1年 , 地球人过了1.155年;当飞船速度达到光速的90% , 时间膨胀可达约2.3倍;当飞船速度达到99%时 , 时间膨胀速度达到7.09倍 。
随着速度趋近光速越来越接近 , 时间膨胀会以指数级加大 , 当达到光速时时间归零 , 本公式表达为无法运算 。
而速度与距离会成反比变化 , 就是速度越快 , 距离尺度会缩短 。
这就是速度的尺缩效应 。 尺缩效应遵循从公式为:L=√[1-(v/c)^2
xL’ 。
这里 , L表示飞船中体验到的航行距离 , L'为观测者观测到的距离 , v为运行速度 , c为光速 。 根据这个公式计算 , 当速度达到90光速时 , 距离尺度体验者会比观测者缩短到43%;当速度到达99%光速时 , 距离缩短到14% 。 也就是说 , 1光年的距离 , 飞船中乘员感觉只有0.86光年的距离 。
【爱因斯坦|关于光速,有个问题困扰了很久了?】随着速度趋于光速 , 距离趋向接近零 , 到达光速 , 距离归零 。
这个意思就是说 , 当速度达到光速时 , 一切都将停止 。
飞船里的人似乎没有经历时间和距离 , 就到达了目的地 。 这种“似乎”其实是真真切切的没经历 , 因为时间的本质是一切物质空间变化的度量 , 在光速中 , 这位经历者每一个细胞都停止了新陈代谢 , 当然也没有思维和脑神经的变化和流动 , 飞船中的一切粒子都停止了运动和变化 , 因此整个飞船和飞船里的人都没有任何变化感觉 , 是真正的零距离零时间 。
这看起来很难理解 , 但光速理论就是这么设定的 。 因此这位提问朋友什么“困扰了很久”的问题 , 画面是静止的、导弹袭来看不见等 , 都无须困扰 , 因为根本就不存在这种事情 , 在零时间和零空间到达某个地方 , 这个零时间零空间怎么可能有固定画面?怎么可能存在导弹袭击?
至于100光年距离以光速到达 , 是100年前的样子还是100年后的样子 , 谁也说不清 。 如果一定要来个思想实验 , 根据时间停止距离为零的理论 , 飞船体验者看到的就是出发时的样子 , 这样就应该是回到过去了;但如果在这个星球上的生物看来 , 这艘飞船还是要走了100年才能到达 , 到达时就是100年后的样子 , 就穿越到未来了 。 因此这种事情没人能够说清楚 , 因为它本来就不存在 。
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