宇宙時(shí)空探索 宇宙探索 2022-04-12 20:51
先說(shuō)答案：如果你真的能以光速飛行，你將再也返回不了地球，因?yàn)榧幢闶悄愕臅r(shí)間只過(guò)去了一分鐘，地球也早已不存在了。別說(shuō)地球了，整個(gè)宇宙都不存在了。這意味著你必須飛出宇宙才行，至于飛向哪里我們不知道，但肯定與這個(gè)宇宙無(wú)關(guān)了。
但你存在的基礎(chǔ)就是這個(gè)宇宙，你本身就是宇宙的一部分，宇宙都沒有了，你肯定也就不存在了。矛盾就出現(xiàn)了，從這點(diǎn)上來(lái)分析，你想要光速飛行也是不現(xiàn)實(shí)的。
事實(shí)上，科學(xué)上分析，你也無(wú)法達(dá)到光速，只能無(wú)限接近光速飛行。當(dāng)你無(wú)限接近光速飛行時(shí)，要想再加速就需要無(wú)窮大的能量，甚至整個(gè)宇宙的能量都不行。
為何會(huì)這樣，需要首先從光說(shuō)起，因?yàn)楣饩褪沁@么特殊。
在我們的傳統(tǒng)思維里，速度都是相對(duì)的，必須有參照系才有意義。比如，我們開車時(shí)，儀表盤上都會(huì)顯示車速，實(shí)際上車的速度是默認(rèn)為地面為參照系。
但是，偉大的麥克斯韋方程組推導(dǎo)出一個(gè)可以計(jì)算出光速的公式，這個(gè)公式中并沒有提到參照系，光速只與真空的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān)，與參照系無(wú)關(guān)：
正是對(duì)麥克斯韋方程組的癡迷瘋狂研究，讓愛因斯坦有了靈感（當(dāng)然，也并不是如此簡(jiǎn)單），愛因斯坦大膽提出了：光速不變?cè)?，?qiáng)調(diào)光速是絕對(duì)的，不需要任何參照系。也就是說(shuō)光速與任何速度疊加之后仍舊是光速。
“光速不變?cè)怼边@個(gè)基本前提，是狹義相對(duì)論誕生的基礎(chǔ)。
而之后科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)也驗(yàn)證了“光速不變?cè)怼边@個(gè)前提的正確性，比如說(shuō)著名的“邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)”。
狹義相對(duì)論強(qiáng)調(diào)，我們固有思維里關(guān)于“時(shí)間和空間是絕對(duì)的”的觀點(diǎn)其實(shí)是錯(cuò)誤的，時(shí)間和空間是相對(duì)的，兩者都會(huì)隨著速度的變化發(fā)生相應(yīng)改變。
其實(shí)，“時(shí)間和空間是相對(duì)的”這句話比較容易理解，只要你接受“光速不變?cè)怼本托小?/p>
因?yàn)樵诓煌瑓⒄障迪掠^察到的光的速度都是一樣的，參照系不同（也就是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同），都能得到相同的光速，這說(shuō)明肯定有其他東西隨著參照系的不同而發(fā)生改變，以保持光速的絕對(duì)不變。
“其他東西”正是時(shí)間和空間。
狹義相對(duì)論表明，時(shí)間和空間不僅僅是相對(duì)的，兩者也是一體的，就是所謂的“時(shí)空”，兩者是一個(gè)有機(jī)的整體，是不可分割的。
速度越快，時(shí)間流逝就越慢，同時(shí)空間上也會(huì)縮短。這就是狹義相對(duì)論里的“時(shí)間膨脹效應(yīng)”（鐘慢效應(yīng)）和“尺縮效應(yīng)”。時(shí)間膨脹和尺縮效應(yīng)是同時(shí)出現(xiàn)的，是平行關(guān)系。因?yàn)闀r(shí)間和空間是一體的，所以兩者必須同時(shí)出現(xiàn)。
利用上面的時(shí)間膨脹公式，我們可以很容易計(jì)算出來(lái)當(dāng)我們乘坐飛船以亞光速飛行時(shí)，飛船的時(shí)間究竟會(huì)變慢多少。
當(dāng)飛船的速度達(dá)到0.99倍光速時(shí)，飛船飛行一分鐘，地球上大約過(guò)了70分鐘！
如果速度達(dá)到0.999999倍光速時(shí)，飛船飛行一分鐘，地球上大約過(guò)了120個(gè)小時(shí)！
如果速度更快，無(wú)限接近光速飛行，飛船的時(shí)間就會(huì)趨于停止，而地球的時(shí)間將會(huì)無(wú)限加快。最終就會(huì)像文章開頭所說(shuō)的那樣，飛船上的一分鐘，地球也會(huì)過(guò)去無(wú)限多的時(shí)間，地球早就滅亡了！
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