一艘飞船以光速飞行100光年,飞船内的人是否只过了一瞬间
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爱因斯坦的相对论,让大家都产生了一个误区:认为当人以超过光速的速度飞行,那他可能会回到过去,也就是穿越。
狭义相对论告诉我们,对于不同惯性参照系中的观察者,时间和空间都是相对的。
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根据推断,如果飞船以光速飞行,飞船上的人将会感受不到时间,无论飞多远,对于他们来说都不需要时间,哪怕是一瞬间的时间,这种情况我们很难想象。我们可以把飞船的速度适当放慢一些,这样就可以通过狭义相对论进行准确地探讨。
空间的尺度对于地球上和飞船上的观察者是不一样的。如果地球上的观察者认为飞船飞行了100光年,那么,飞船上的观察者会认为飞船的飞行距离为100·√[1-(0.999999999c/c)^2]光年≈0.00447光年,相当于1.63光天,这就是尺缩效应。对于地球上的观察者而言,飞船的飞行时间大约是100年。而对于飞船上的观察者而言,飞行时间大约为1.63天,因为地球上的观察者所认为的100光年对于飞船上的观察者而言只有大约1.63光天,这就是钟慢效应。
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如果是飞船上的观察者认为飞船飞行了100光年,那么,飞船上的人会认为飞船的飞行时间大约为100年。但对于地球上的观察者而言,飞船的飞行距离为100/√[1-(0.999999999c/c)^2]光年≈224万光年,所以地球上的人会认为飞船的飞行时间为224万年。
假设我们在地球上观测到一个距离1000光年的超新星爆炸,飞船以光速向超新星飞去,一年后在飞船上观察到超新星的景像在地球上要一年后才能看到,对地球上的人来说,飞船上的人看到了未来,这就是所谓穿越到未来
要知道,光的传播是有时间的,虽然光速实在是太快了,我们一般都忽略不计。 打个比方,我们晚上看夜空,看到许多一闪一闪的星星,它们距离地球几万,几十万光年的距离,光到达地球到你的眼睛里成像其实已经花了几万年,也就是说我们看到的其实只是几万几十万年前星星的样子。
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那如果有超越光速的物质,以10倍甚至10万倍光速的速度向我们看到的星星方向运动,那会怎么样呢? 假使按照1万倍光速这样的速度,我们飞行了一年,而星星距离我们10万光年,我们就能看到星星10年前的样子。如果按照5万倍的光速飞行,我们就能看到2年前的星星的样子。如果按照光速,那只能是它10万年前的样子。
时间本身就是参照产物,不是绝对产物。这样说的意思是,时间会因为参照物不同而让观察者产生错觉,但这不是时间的本质,也不是可以穿越或者杀死祖母的依据。
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