关于光速,有个问题困扰了很久了?
关于光速,有个问题困扰了很久了?
理论上在光速中有许多奇妙的事情发生,怎么想都可以,因为这是不会发生的事情,没法证明。但如果要说得有点科学依据,就必须遵循爱因斯坦相对论了。
爱因斯坦关于光速理论已经成为科学界的共识。自从爱因斯坦狭义相对论把光速定为宇宙速度的天花板,并且设置了一套光速理论,即光速极限、光速恒定、光速不变,爱因斯坦将这些规则用数理逻辑,一环扣一环严丝合缝的确定下来。
100年来,科学界用无数观测和实验证明了狭义相对论的正确,迄今没有一例反证能够证伪。也就是说,爱因斯坦用颠扑不破的论证,封死了所有物质达到光速的可能性。所以,讲达到光速会怎么怎么样,本来就是扯淡。
如果要讲达到光速甚至超过光速会怎么怎么样,首先你就要打倒爱因斯坦的理论,建立起另外一套严丝合缝的理论,或者说你有本事把爱因斯坦那严丝合缝的理论撬开一个缝,让它垮塌。100年来并不是没人做这样的尝试,但可惜都失败了。当然有些民科胡说八道,既没有数理理论支撑,又没有实践观测证明,完全凭想象反智反科学,这些人完全不属于科学的探讨,已经被科学界所唾弃。
尺缩钟慢是爱因斯坦速度理论的重要一环。这个理论认为,时间在不同参考系是相对的,高速中,时间会变得更慢,有膨胀效应。这个效应在低速中不明显,基本可以忽略不计,随着速度越来越快,时间膨胀效应就会越来越明显了。
速度时间膨胀所遵循的公式为:t‘=t/√[1-(v/c)²]。式中,t‘是低速系观测者时钟时间;t是高速系时间记录;v是相对低速观测者移动速度;c为光速。
根据这个公式,我们可以得出,当速度达到光速50%时,时间膨胀约1.155倍,也就是说,在高速系里面的时间比低速观测系的时间慢了15.5%,飞船里的人过了1年,地球人过了1.155年;当飞船速度达到光速的90%,时间膨胀可达约2.3倍;当飞船速度达到99%时,时间膨胀速度达到7.09倍。
随着速度趋近光速越来越接近,时间膨胀会以指数级加大,当达到光速时时间归零,本公式表达为无法运算。
而速度与距离会成反比变化,就是速度越快,距离尺度会缩短。这就是速度的尺缩效应。尺缩效应遵循从公式为:L=√[1-(v/c)^2]xL’。
这里,L表示飞船中体验到的航行距离,L'为观测者观测到的距离,v为运行速度,c为光速。根据这个公式计算,当速度达到90光速时,距离尺度体验者会比观测者缩短到43%;当速度到达99%光速时,距离缩短到14%。也就是说,1光年的距离,飞船中乘员感觉只有0.86光年的距离。
随着速度趋于光速,距离趋向接近零,到达光速,距离归零。
这个意思就是说,当速度达到光速时,一切都将停止。飞船里的人似乎没有经历时间和距离,就到达了目的地。这种“似乎”其实是真真切切的没经历,因为时间的本质是一切物质空间变化的度量,在光速中,这位经历者每一个细胞都停止了新陈代谢,当然也没有思维和脑神经的变化和流动,飞船中的一切粒子都停止了运动和变化,因此整个飞船和飞船里的人都没有任何变化感觉,是真正的零距离零时间。
这看起来很难理解,但光速理论就是这么设定的。因此这位提问朋友什么“困扰了很久”的问题,画面是静止的、导弹袭来看不见等,都无须困扰,因为根本就不存在这种事情,在零时间和零空间到达某个地方,这个零时间零空间怎么可能有固定画面?怎么可能存在导弹袭击?
至于100光年距离以光速到达,是100年前的样子还是100年后的样子,谁也说不清。如果一定要来个思想实验,根据时间停止距离为零的理论,飞船体验者看到的就是出发时的样子,这样就应该是回到过去了;但如果在这个星球上的生物看来,这艘飞船还是要走了100年才能到达,到达时就是100年后的样子,就穿越到未来了。因此这种事情没人能够说清楚,因为它本来就不存在。
有静质量物质达到光速本来就是悖论,后果只能是宇宙毁灭。现在我要再次声明的是,狭义相对论已经封死了光速运动的物质存在,不管是人还是一个粒子,只要有静止质量,哪怕每秒都有万亿个穿越我们人体的中微子,只要有一点点质量,都无法达到光速。只有静质量为零的光子这种虚粒子,才能够达到光速,并且长生不老。前提是它没有遇到与之相互作用的粒子。
而且只要有静质量的物体达到光速,不管这个物体质量有多大,即便是一个质子或一个电子,抑或是一个中微子,其动量也将达到无穷大。我过去说过多少次,啥叫无穷?宇宙也不是无穷的,而一个中微子达到无穷动量岂不是一个悖论?达到比宇宙还要大的动量,只会摧毁地球吗?宇宙还能存在吗?
质速关系的质增效应公式为:M=m/√[1-(v/c)^2]。其中M为物质的运动质量,m为物质的静质量,v为运动速度,c为光速。根据这个公式,我们可以得出任何有静止质量的物质趋近光速,动量将趋于无穷的结论。
速度与时空的相对关系早已经被证明,绝非虚言。在速度中时间会变慢已经有太多的证据证明,比如GPS和北斗导航系统,如果不按照相对论来调整天上地下的时间差异,就无法导航定位;同一种粒子速度越高,衰变得越慢,也就是说寿命越长,这已经早就被科学实验所证实。
因此爱因斯坦的时间膨胀理论早已不是假设,而是经过无数次证明的精准正确理论了,并且早就运用于科学研究和人类生活的方方面面了。最近发射的几艘飞往火星的探测器,如果不用这个理论进行时间校正,就会不知所终。
现在还有人在质疑甚至怒怼这个理论,我只能说这种人是既毫无基本科学素养又喜欢作的反智杠精,他们的最大嗜好就是睁着眼睛说瞎话。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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