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速度是探索世界最快的途徑之一,從古至今,人類都在不斷的提升自己的飛行速度,在古代,由于人類的科技不夠發(fā)達(dá),所以古人出行基本上都是依靠馬車或者步行,很多古人一輩子都沒有走出方圓百里的范圍,不過人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以后就開始不斷的研究科技,隨著人類科技的進(jìn)步,人類發(fā)明了各種各樣的交通工具,這些先進(jìn)的交通工具使人類的出行速度變得越來越快,目前人類已經(jīng)依靠火箭飛出了地球,當(dāng)人類走出地球看到宇宙之后,人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外,是不是還存在外星生命?帶著這些疑問,人類走上了探索宇宙的道路。
當(dāng)人類看到宇宙之后,人類才知道,宇宙浩瀚而神秘,宇宙比我們想象的還要大,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達(dá)到了930億光年,而這并不是宇宙的全部范圍,宇宙或許比我們想象的還要大,為了探索宇宙的奧秘,科學(xué)家們也做了很多努力,曾經(jīng)在46年前,科學(xué)家向太陽系外發(fā)射了旅行者1號和2號探測器,發(fā)射這兩個(gè)探測器的主要目的就是為了讓它們飛出太陽系,探索太陽系之外的奧秘,在發(fā)射之前,科學(xué)家在旅行者1號和2號上面安裝了金唱片,這個(gè)金唱片上面刻錄了地球的位置、人類的聲音、大自然的聲音、動(dòng)物的聲音,科學(xué)家認(rèn)為,如果旅行者1號和2號能夠飛出太陽系被外星人捕捉,外星人或許能夠根據(jù)這上面信息找到地球。
當(dāng)時(shí)有很多人認(rèn)為這個(gè)金唱片可能會(huì)給人類帶來不必要的麻煩,不過現(xiàn)在看來是我們想多了,因?yàn)楝F(xiàn)在旅行者1號和2號探測器并沒有飛出太陽系,科學(xué)家根據(jù)它們的飛行速度來計(jì)算,按照它們的飛行速度,想要完全飛出太陽系至少需要上萬年的時(shí)間,對于人類來說太漫長了,所以人類想要飛出太陽系,必須達(dá)到光速,光速是人類目前在宇宙中發(fā)現(xiàn)的最快的飛行速度,光速每秒鐘大約是30萬公里,這個(gè)速度已經(jīng)超出了人類的想象,如果按照這個(gè)速度飛行的話,我們一秒鐘就能夠繞地球七圈半,如果說你以光速離開地球,一分鐘之后返回地球,地球上過去了多久?
看到這里,可能有一些朋友會(huì)毫不猶豫的說:當(dāng)然是一分鐘了,如果你真的這么認(rèn)為就錯(cuò)了,想要解答這個(gè)問題,就需要用到愛因斯坦俠義相對論中的時(shí)間膨脹效應(yīng),當(dāng)年愛因斯坦創(chuàng)建相對論的一個(gè)基礎(chǔ)就是相對時(shí)空觀,他推翻了牛頓的絕對時(shí)空觀(靜止時(shí)空觀),認(rèn)為時(shí)間和空間并不是絕對的,而是相對的,嚴(yán)格來說每個(gè)人體驗(yàn)到的時(shí)間流逝和空間距離都是不一樣的,這是很多人難以接受的地方,如果按照牛頓的解釋,我們每一個(gè)人感受到的一秒都應(yīng)該是一樣長的,這也很符合我們的生活經(jīng)驗(yàn)和感受,但是按照俠義相對論的解釋,你的一秒和我們的一秒并不是一樣的,只不過是差異太小了,我們無法感覺出來而已。
其實(shí)時(shí)間膨脹會(huì)分為兩種情況,速度和引力都能夠引起時(shí)間膨脹,對應(yīng)的分別是狹義相對論和廣義相對論,用公式表達(dá)為:速度引起的時(shí)間膨脹(狹義相對論):t'=t/√[1-(v/c)2,速度越快時(shí)間膨脹效應(yīng)就越明顯。引力(質(zhì)量)引起的時(shí)間膨脹(廣義相對論):t'=t*√(1-2GM/rc2,引力(質(zhì)量)越大,時(shí)間膨脹效應(yīng)就越明顯。假如說你乘坐一艘飛船在宇宙中飛行,速度是0.5c,你打開手電筒,按照我們傳統(tǒng)思維,速度是能夠疊加計(jì)算的,手電筒發(fā)出的光的速度應(yīng)該是飛船速度加上光的速度,也就是1.5c,但事實(shí)上并不是如此,速度還是c,也就是光速,這是因?yàn)楣馑偈呛愣ú蛔兊摹?/p>
而我們平時(shí)用到的速度疊加公式其實(shí)就是伽利略變換,只適用于低速世界,一旦到了亞光速世界,就必須用更加精確的洛倫茨變換了:V=(V1+V2)/(1+V1xV2/C^2)。從該公式中可以看出,當(dāng)V1和V2很小的時(shí)候,公式就可以簡化為V=V1+V2,這就是伽利略變換。所以,伽利略變換只是洛倫茲變換在低速世界的近似值,是一個(gè)特例。光速不變原理,告訴我們一個(gè)道理,宇宙中什么都是相對的,但唯獨(dú)光速是絕對的,光速就好像宇宙的一個(gè)標(biāo)尺,一個(gè)絕對標(biāo)桿??茖W(xué)家為了證明愛因斯坦的時(shí)間膨脹效應(yīng),還專門做了原子鐘實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)科學(xué)家設(shè)計(jì)出了一個(gè)非常特殊的鐘表,這個(gè)鐘表就是原子鐘,原子鐘的時(shí)間非常準(zhǔn)確。
在2000萬年的時(shí)間內(nèi)誤差只有一秒鐘,在1971年的時(shí)候,科學(xué)家利用原子鐘證明了鐘慢效應(yīng),實(shí)驗(yàn)過程是這樣的:科學(xué)家將四臺原子鐘分別放在兩個(gè)飛機(jī)上,然后在地面上也放上一臺原子鐘作為參照物,其實(shí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴?jì)算出兩個(gè)鐘慢效應(yīng),一個(gè)是速度鐘慢效應(yīng),另一個(gè)是引力鐘慢效應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)中,飛機(jī)是分兩次飛行的,一次向東、一次向西,向東飛行的飛機(jī),由于順著地球自轉(zhuǎn)的方向,所以相對于地面的速度就是飛機(jī)本身的速度加上地球自轉(zhuǎn)的速度,而向西飛行的飛機(jī)就是飛機(jī)自身的速度減去地球自轉(zhuǎn)的速度,最終得出,向東飛行的飛機(jī),原子鐘時(shí)間比地面原子鐘慢了59納秒。而向西飛行的原子鐘比地面上的原子鐘快了273納秒,這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了物體的飛行速度能夠影響時(shí)間的流逝,如果按照這個(gè)理論來看的話,那么如果人類的飛行速度真的能夠達(dá)到光速,那么時(shí)間將不復(fù)存在。
按照時(shí)間膨脹的效應(yīng),乘坐光速飛船飛行1分鐘,其實(shí)和我們眼中的一分鐘是不一樣的,在我們正??磥?,60秒非常短暫,但是在這短短60秒的時(shí)間內(nèi),世界已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化,地球上面的時(shí)間可能已經(jīng)過去了幾千年、幾萬年或者是更長的時(shí)間,根據(jù)時(shí)間膨脹效應(yīng)公式得出,當(dāng)飛船的飛行速度達(dá)到光速的0.5倍時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)為慢1.15倍,當(dāng)速度達(dá)到光速的0.9倍時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)為慢2.29倍,當(dāng)速度達(dá)到光速的0.99倍時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)為慢7倍,當(dāng)速度達(dá)到光速的0.9999倍時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)為慢70倍,當(dāng)速度達(dá)到光速的0.999999999時(shí),時(shí)間膨脹的效應(yīng)為慢707萬倍。
甚至在這短短的一分鐘內(nèi),你能夠見證宇宙的毀滅,只要你的速度夠快,宇宙時(shí)間就能夠無限久,直到宇宙毀滅,這就是愛因斯坦狹義相對論中時(shí)間膨脹效應(yīng)的具體表現(xiàn),速度越快,時(shí)間的流逝就會(huì)變得越慢,既然速度越快,時(shí)間的流逝越慢,那么如果說我們的飛行速度能夠超越光速,那么時(shí)間會(huì)不會(huì)倒流?從理論上來說,超光速飛行是能夠?qū)е聲r(shí)光倒流的,不過這只是相當(dāng)于我們能夠追上已經(jīng)流逝的時(shí)間,并不代表我們能夠穿越時(shí)空回到過去,在很多科幻電影中,主人公能夠坐著時(shí)光機(jī)器回到過去,改變歷史,而在現(xiàn)實(shí)生活中,這一現(xiàn)象不可能出現(xiàn),祖父悖論已經(jīng)說明了一切。
祖父侼論是由法國科幻小說家赫內(nèi).巴赫.札維勒提出的,他認(rèn)為如果你能夠回到過去,那么在自己父親出生前把自己的祖父殺死了,這個(gè)舉動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一系列的矛盾,你回到過去殺死了年輕的祖父,那么你的祖父就不會(huì)生下你的父親,而你的父親也不可能生下你,既然沒有你的存在,那么你是如何殺死祖父的?祖父侼論一直以來都是科學(xué)家不斷爭論的話題,關(guān)于祖父侼論目前科學(xué)界認(rèn)為它和平行宇宙有關(guān)系,平行宇宙在很早的時(shí)候就被提出來了,科學(xué)家認(rèn)為在我們的宇宙外面,還存在其它的宇宙空間,每一個(gè)宇宙都是獨(dú)立的個(gè)體,如果我們能夠找到另一個(gè)宇宙的隧道,那么我們就能夠進(jìn)入平行宇宙。
如果我們回到過去,殺死自己的祖父,實(shí)際上我們并沒有改變歷史,而是進(jìn)入了另一個(gè)平行宇宙中,平行宇宙可能是我們宇宙衍生出來的一個(gè)分支,而我們的宇宙也可能是平行宇宙衍生出來的一個(gè)分支,在平行宇宙中,我們的人生會(huì)有無數(shù)種可能性,比如說你在這個(gè)世界上是老師,那么你在另一個(gè)平行宇宙中可能是醫(yī)生,也可能是警察,簡單來說就是你的人生有無數(shù)種可能性,這就類似我們站在一個(gè)十字路口,選擇不同的道路,都會(huì)產(chǎn)生不一樣的結(jié)果,只不過在我們現(xiàn)實(shí)生活中,我們只能夠選擇一條道路,但是在平行宇宙中,我們能夠選擇無數(shù)條道路。
為什么說超光速飛行也無法回到過去呢?簡單來說,在我們描述從這個(gè)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)的時(shí)候,就運(yùn)用了空間和時(shí)間的概念,空間上我們移動(dòng)了多少距離,那么時(shí)間上也就花費(fèi)了一樣的時(shí)間,雖然時(shí)間旅行在理論上是能夠?qū)崿F(xiàn)的,但是它卻違背了熱學(xué)第二定律——熵增定律,根據(jù)熵增定律我們能夠知道,熱量能夠從高溫轉(zhuǎn)向低溫,而這個(gè)過程是不可逆的,時(shí)間旅行違背了這個(gè)定律,如果說我們回到過去,那么證明你所處的時(shí)間倒退了,相對的,也就產(chǎn)生了熵減,但是這個(gè)宇宙中的熵不可能被減,所以時(shí)間旅行不能夠?qū)崿F(xiàn),熵增定律是在1943年被著名的物理學(xué)家薛定諤提出的,他認(rèn)為生命以負(fù)熵為生,當(dāng)時(shí)這句話提出之后,很多人都不理解。
熵增是宇宙萬物都逃不開的一個(gè)定律,它是一個(gè)自發(fā)的由有序向無序發(fā)展的過程,拿我們的手機(jī)來說,它本質(zhì)上由無數(shù)的代碼構(gòu)成,一層層的代碼共同運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)了我們看到的手機(jī)完全的任務(wù),從熵增的角度來說,系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間越長,數(shù)據(jù)就會(huì)變得越來越多,代碼也會(huì)變得越來越復(fù)雜, 大量的性能會(huì)被用來處理非正常的工作,于是系統(tǒng)就會(huì)變得非??D,在代碼的世界里即混沌狀態(tài),這就是為什么很多人的手機(jī)用兩三年之后,就會(huì)變得很卡,任何事物都是一樣的,而這種現(xiàn)象克勞斯修認(rèn)為是不可逆轉(zhuǎn)的,因?yàn)檎麄€(gè)宇宙都在熵增,而熵增也是宇宙中最高的法則。
而且時(shí)間旅行還違背了能量守恒定律,根據(jù)能量守恒定律我們能夠知道,能量只能夠轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移,事實(shí)上,物質(zhì)本身就是一種能量的表現(xiàn)形式,如果時(shí)間旅行真的發(fā)生,那么就違背了能量守恒定律,著名的物理學(xué)家霍金在2009年的時(shí)候還專門做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)他舉辦了一場派對,邀請來自未來的時(shí)間旅行者,只不過當(dāng)時(shí)霍金沒有告訴任何一個(gè)人,在派對結(jié)束之后才發(fā)出了請柬,如果時(shí)間旅行是真的,那么未來應(yīng)該會(huì)有人愿意來參加這個(gè)派對,但事實(shí)上根本沒有人來參加這個(gè)派對,從某種程度上來說,時(shí)間旅行是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。
目前人類的科技還在不斷的進(jìn)步和發(fā)展,關(guān)于對時(shí)間的理解,目前只有這么多了,時(shí)間到底是什么?現(xiàn)在科學(xué)家也無法給出一個(gè)解釋,對于宇宙來說,時(shí)間其實(shí)是不存在的,時(shí)間只是人類為了方便生活,想象出來的,想要探索更多的奧秘,人類還需要繼續(xù)努力才行,小編認(rèn)為,人類作為地球上最有智慧的生命,未來隨著人類科技的進(jìn)步,說不定人類能夠解開宇宙中更多的奧秘,對此,大家有什么想說的嗎?
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