假如以光速离开地球,一分钟后返回,地球上过去了多久?

宇宙时空探索 2024-03-16 16:26:43

相对论和光速飞行问题,是科普工作中很重要的一个环节。

就拿这个问题来讲,光速飞行一分钟,且不说你是如何达到光速的,能不能以光速飞行,就暂且假设你能以光速飞行,同时你在飞行的过程中能完好无损地活着,一分钟之后返回地球,会看到怎样的地球呢?地球时间过去多久呢?

首先,这里的一分钟当然是你在飞船上感受到的一分钟,而不是外部观测者或者地球上的一分钟,否则问题就没有任何讨论的必要了。

还有,这短短的一分钟时间,你是如何做到光速离开地球,然后又返回地球的?要会返回地球,肯定会经历减速,掉头然后再加速的过程,不可能一直以光速飞行。

当然,还可以暂且忽略掉头过程中的减速加速,假设你一直以光速飞行,而且还能在一分钟内返回地球(我实在不知道是怎么做到的,只有假设了),那么地球时间过去了多久呢?

答案是,你根本没有机会返回地球,因为那时候地球已经不存在了。准确来讲,你甚至无法返回任何地方,连宇宙都不存在了,你还想到哪里去?既然连宇宙都不存在了,你怎么可能存在?

看到这里,可能你会一脸懵逼:你这说得也太吓人了,只是离开地球一分钟,地球怎么就不存在了呢?

这就需要从狭义相对论中的时间膨胀效应说起。

时间膨胀效应表明,速度越快,时间就越慢。当然,狭义相对论表明任何有静质量的物体速度不可能达到光速,也就是说,狭义相对论并不能解释光速的任何事情。这里就假设你的速度无限接近光速。

按照时间膨胀效应,无限接近光速飞行的你,几乎完全感受不到空间和时间。因为不管多远的距离,你都可以瞬间到达,整个宇宙就好像浓缩成了一个无限小的点,就在你面前,触手可及。

实际上这是尺缩效应,与时间膨胀效应是等价的,两者必定是同时出现的,因为时间和空间是有机的整体。

因此,在你光速飞行的一刹那,你就可以穿越任意遥远的距离,如果宇宙有边界,你当然也可以瞬间穿越整个宇宙,这样讲一点都不夸张,而是事实。

同时,在你光速飞行的一刹那,根本用不了一分钟,宇宙就过去了无限久的时间,也就意味着宇宙走向终结了。整个宇宙都不存在了,你当然就无法返回地球了。

说白了,光速飞行的你,根本就没有时间和空间的概念。没有时间和空间,当然也就不属于四维时空了。因此在你光速飞行的一瞬间,实际上你就不属于四维时空了,相当于飞出了四维时空,至于最终会到达哪里,就不得而知了,可能是高维度,谁知道呢?反正不是四维时空。

而你本身就是四维时空的一部分,怎么可能脱离四维时空呢?看到了吧,这就出现了前后矛盾,也再次表明,无论如何你都不可能以光速飞行。

同时也告诉了我们,由于光始终以光速飞行,因此光也没有任何时间和空间概念,严格来讲,光子也不属于四维时空,或者可以这么通俗理解,光速或许是四维时空的分界线,超过光速就是其他维度了。而只要在四维时空里,就别想着超过光速,要想超光速,就请“滚”出四维时空。

既然不能以光速飞行,下面就来看看以亚光速飞行会怎么样。

根据时间膨胀效应公式,当你的速度达到光速的50%,时间会膨胀1.15倍。也就是说,你离开1分钟,地球时间仅仅过去了1.15分钟而已。只有速度非常接近光速,时间膨胀效应才会很明显。

比如说,当你的速度达到光速的99%,时间就会膨胀7.09倍。而当速度达到光速的99.99%时,时间膨胀大约70倍。

不过,随着速度越来越接近光速,你会发现要想继续加速,会越来越困难。为什么?

因为质增效应表明,速度越快,物体的质量就越大,想要继续加速就需要更多的能量才行。但无论多大的能量,都无法把你加速到光速,因为那需要无穷大的能量,整个宇宙的能量都不行,显然这是不可能的。

总结

不要再幻想任何光速飞行的问题了,大自然早就锁死了我们在绝对速度上超光速的可能性。不过好在大自然还为人类“开了一扇窗”,虽然绝对速度无法超光速,但我们可以间接超光速,利用时空可伸缩的特性,操控时空,让时空本身超光速运动,带动我们实现超光速!时空本身可以超光速运动,并不违反相对论,比如说宇宙一直在超光速膨胀。

完!

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评论列表
  • 2024-03-22 09:56

    时间和速度不变也就两秒钟

  • 2024-05-02 17:27

    如果时间变慢,人体机能会不会变慢,如果会那和死人有什么区别[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

  • 2024-05-02 23:20

    既然宇宙以光速彭涨那为什么地球到人马座星系总是4光年呢

  • 2024-05-06 19:23

    光没有时间概念。光年是人给他定义的光一年行驶距离,然而实际却不是。

  • 2024-05-09 13:50

    两分钟,天王老子来了也是两分钟

  • 2024-05-14 15:36

    一刹那…

  • 2024-05-16 01:10

    胡说八道,狗屁不通

  • 2024-04-21 16:00

    地球还是那个地球。

宇宙时空探索

简介:用通俗的语言诠释科学