发布日期:2024-06-17 05:37 点击次数:136
当先,这里必须强调两点。
第一,不管如何飞船不成能以光速飞行,因为飞船具有静质料。爱因斯坦的狭义相对论标明,任何具有静质料的物体速率皆不成能达到或越过光速。固然,这并不是问题的要害,不外为了严谨起见,咱们就假定飞船的速率无穷接近光速。
第二,离开地球一分钟,这里的“一分钟”指的是飞船的时辰,也等于你我方的时辰。要是是地球上的一分钟就没真谛了。地球只是曩昔了一分钟云尔,固然能见到你的家东谈主,除非出现顶点情况。
是以,问题就演变为了:要是你乘坐一艘飞船以无穷接近光速的速率离开地球一分钟,复返之后,你还能见到你的家东谈主吗?
谜底是:见不到你家东谈主了。不但见不到你家东谈主,你以致无法复返地球,因为地球很可能也不存在了,太阳系,星河系以致连你方位的天地皆不存在了。
你可能会提议质疑:不至于吧,只是离开了一分钟,难谈地球就会拆除吗?
在牛顿的全皆时空不雅体系下,飞船上的一分钟与地球上的一分钟是相通的,不会有任何不同,因为时辰和空间是全皆的,一成不变的。
关联词爱因斯坦告诉咱们,时空并不是全皆的,而是相对的。时辰和空间皆会受到速率和引力的影响而发生相应变化,具体发扬等于时辰彭胀和尺缩效应,两者是同步出现的,是平行联系,因为时辰和空间不成分割,是一个举座。
简便来讲等于,速率越快时辰就越慢。为什么速率会影响时辰呢?一切皆源于阿谁苛刻的光速,因为光速是不变的,是全皆的,这亦然爱因斯坦狭义相对论的基本假定之一:光速不变道理。
在咱们的固有想维里,速率皆是相对的,必须有参照系才有道理。比如说一辆小汽车的时速是100公里,这个速率频繁咱们默许是相对大地的速率,大地是参照系。
但光速不需要任何参照系,大概说光速相对任何参照系皆保合手不变。比如说即便你以0.99倍光速追一一束光,这束光相对你来讲仍旧是光速,而不是0.01倍光速!
光速的这种全皆性意味着“同期的相对性”,何为“同期的相对性”?简便讲,关于一个参照系下同期发生的两件事,在其他参照系下,有可能不是同期发生的。底下来例如讲明。
一辆火车匀速行驶,速率为V。在其中一节车厢的中央点亮一个光源,关于车厢里的乘客来讲,光源发出的光应该同期到达车厢的前后两头,因为光源与车厢前后两头的距离是相通的,同期光速保合手恒定不变,用距离除以速率就能策划出时辰。
不外关于站台上恭候上火车的乘客来讲,情况就不相通了。因为火车一直在通顺,而光速是恒定的,不会与火车的速率重迭。这意味着,在站台上的乘客眼里,光源发出的光速上前飞行的速率为C-V,向后飞行的速率为C+V。在距离疏通的情况下,光会先到达后端,然后再到达前端。
而在火车上的乘客眼里,光是同期到达车厢两头的。
这等于“同期的相对性”,统一个事件,在不同的参照系里有可能不是同期发生的。关联词试验中咱们不成能不雅察到这种“同期的相对性”,因为光速果然太快了,火车的速率相对光速又很慢,互异果然太小了。
“同期的相对性”其实等于狭义相对论的中枢,“同期的相对性”其实也意味着时辰和空间的相对性。底下具体讲讲为什么时辰和空间是相对的。
假定有这样一个光子钟,光子钟构成很简便,落魄两面镜子,中间有一个光子往还垂直落魄通顺,遭受镜面时会发出“滴答”的声息。
你拿着这个光子钟乘坐一艘飞船离开地球,速率为V。我静止在地球上。
在你眼里,不管飞船的速率有多快,你看到的光子钟中的光子的通顺轨迹皆是落魄垂直的,因为你和光子钟处于斡旋参照系。
但在我眼里就不相通了,由于光速是全皆不变的,我会看到光子钟里的光子以斜线通顺。这就意味着光子钟“滴答”一声的时辰远隔变长了,我会感受到你的时辰变慢了。
具体变慢几许呢?通过勾股定律很容易结算出来。
从公式中不错看出我方位的地球时辰与你方位的飞船时辰之间的联系,与飞船的速率息息磋磨。当飞船的速率V无穷接近光速时,你我之间的时辰远隔会变得无穷大。无穷粗糙味着在我眼里你的时辰趋于静止了。
时辰静止什么真谛?意味着不管飞船上的时辰曩昔多久,那怕是一分钟,以致一秒钟,飞船外部的时辰皆可能曩昔了无穷久的时辰。
也等于说,哪怕你只是离开地球一分钟时辰,外部天下早就水流花落了,曩昔亿万年的时辰了。不要说地球了,连咱们的天地皆可能走向消一火了!
这等于时辰彭胀道理。这个道理意味着,光速其实不错以为是四维时空的分界线,当你光速飞行的那一刻,你将不属于四维时空,而你自己又是四维时空的一部分,是以你其实不再是你!