文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
一光年就是光飞行一年的距离 ， 但光飞行一光年的距离并不需要一年光年 ， 并不是时间 ， 而是距离 ， 指的是光飞行一年的距离 ， 大约9.46万亿公里 。 一光年的距离对于生活在地球上的人类来讲遥不可及 ， 但由于宇宙实在太浩瀚了 ， 用公里这种单位描述宇宙实在不方便 ， 所以只能用更大的单位光年 ， 实际上即使是光年 ， 在浩瀚宇宙面前也显得很渺小 。
光年的概念 ， 其实一点也不难 ， 很好理解 。 不过我还是需要较真一下 ， 因为只有较真了 ， 才能明白光的背后藏着很多奥秘：一光年指的是光飞行一年的距离 ， 但一光年的距离真的需要光飞行一年时间吗？
这种问题看起来有点绕嘴 ， 也有点抬杠的味道 ， 但其实并不是这样的 。 光年确实是光飞行一年的距离 ， 这没有错 ， 但一光年的距离真的不需要光飞行一年 。
该如何理解？
首先 ， 我们需要明白一点：光飞行一年的距离是一光年 ， 这里的“一年”时间对于我们人类来讲 ， 而不是“光的一年”！明白这点很重要 。
爱因斯坦的狭义相对论告诉我们 ， 物体随着速度的增加 ， 时间流逝的速度会变慢 ， 这被称为“时间膨胀效应” 。 任何具有静质量的物体都无法达到光速 ， 只有无限接近 。 如果物体的速度达到光速了 ， 意味着物体其实已经变成光子了 ， 不再是“物体本身”了 。
拥有静质量的物体为何不能达到光速 ， 看看狭义相对论中的质增公式就知道了：
公式中的m是质量 ， m0是静质量 ， V运动速度 ， c为光速 。 从公式可以看出 ， 当V无限接近光速时 ， 物体质量会接近无限接近无穷大 ， 这意味着需要无穷多的能量才能推动维持物体的速度 ， 显然这是不可能发生的 ， 尤其是对于有限的宇宙来讲更加不可能 。
狭义相对论是基于两个假设得出的公式 ， 其中一个重要假设就是光速不变原理 ， 光速在任何参照系下都是光速 。 我们都知道 ， 当我们说到“速度”时 ， 必须有一个参照系 ， 否则速度就没有了意义 。 但是 ， 光速就是如此特殊 ， 它不需要参照系（或者在任何参照系下都是光速） ， 光速其实是时空的内在固有秉性 ， 严格来讲光速并不是指光的速度 ， 而是麦克斯韦方程组导出来的一个常数 ， 是四维时空的固有属性 ， 只与真空的磁导率和介电常数有关 。
一不小心说得太多了 ， 回到正题 。
明白了光速的这种特性 ， 我们就知道对于光来讲为什么没有时间的概念了 。 说白了 ， 无论光飞行多远的距离 ， 对于光自身来讲都是瞬间到达的 ， 即便是穿越直径为930亿光年的可观测宇宙 ， 也是一瞬间就可以完成 。
【一光年就是光飞行一年的距离，但光飞行一光年的距离并不需要一年】但在我们人类眼里 ， 并不是这样的 ， 一光年的距离光仍旧需要飞行一年 。 这既是狭义相对论中参照系选择不同而造成的不同结果 。
这样说不太好理解 ， 下面就用亚光速来举例子 ， 就很好理解了！
如果你乘坐一艘亚光速飞船离开地球 ， 你经历的一年与地球上的我的一年并不是一个概念 ， 本证时间（各自的时间）是一样的 ， 也就是说你体验到的一年与我体验到的一年长度是一样的 ， 这并不矛盾 ， 因为参照系的选择不同造成的结果 ， 也体现了时间的相对性和同时的相对性 。
也就是说 ， 对于两个不同的参照系来说 ， 对同一个事件的时间观察结果是不一样的 。
举个例子 。 比邻星距离地球大约4.3光年 ， 如果你乘坐亚光速飞船（假设非常接近光速）飞往比邻星 ， 地球上的我来看 ， 你需要大约4.3光年多一点的时间到达比邻星 ， 但对于飞船上的你来讲 ， 远远不用4.3光年 。
当你亚光速飞行时 ， 时空变化就非常明显 ， 尺缩效应也体现得非常明显 ， 地球与比邻星（阿尔法星）之间的距离就不再是4.3光年 ， 会比4.3光年短 ， 距离短多少取决于你到底有多接近光速 。 理论上分析 ， 比邻星完全有可能就在你眼前 ， 你瞬间就可以到达比邻星 ， 当然前提是你必须无限接近光速飞行 。
推荐阅读
- 三体文明真的存在？据地1800光年！科学家找到了这个科幻世界
- 每秒30万公里，达到光速会看见何物？爱因斯坦：时间将不复存在
- 爱因斯坦又对了？人在梦中看见去世的人，是因为进入了多维空间？
- 不确定性原理，是人为测不准，还是真的不确定？
- 爱因斯坦的百年难题：若世上剩你一人，有敲门声，你会开门吗？
- 光的速度高达30万公里/秒，它前进的动力是什么？
- 爱因斯坦的七大预言中，有三个还没有实现，其中一个让人类期待
- 物理学对美的追求是通往真理的好方法吗
- 想干嘛？美国拟2年释放24亿只转基因蚊子！对人体有没有攻击性？