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最近幾十年,隨著人類航天科技不斷發(fā)展,人們一直夢(mèng)想著有朝一日能進(jìn)行星際旅行。
但要想實(shí)現(xiàn)星際旅行,速度是關(guān)鍵,必須盡可能提升速度。但是愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論告訴我們,宇宙中存在速度限制,也就是所謂的光速限制,任何物體和信息的傳遞速度都不可能超過(guò)光速。 考慮到宇宙實(shí)在太大了,即便是光速在浩瀚宇宙面前也慢如蝸牛。比如說(shuō)我們的銀河系,直徑達(dá)到20萬(wàn)光年,意味著即便是以光速飛行,也需要20萬(wàn)年才能穿越銀河系。
事實(shí)真的如此嗎? 我們需要了解狹義相對(duì)論中的一個(gè)重要概念:時(shí)間膨脹。根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論,當(dāng)物體接近光速時(shí),其內(nèi)部的時(shí)間會(huì)變得緩慢。這意味著,如果飛船的速度足夠快,足夠接近光速,時(shí)間就會(huì)變得非常慢。
其次,我們要提到另一個(gè)神奇的現(xiàn)象:尺縮效應(yīng)。同樣基于狹義相對(duì)論,當(dāng)物體接近光速時(shí),其長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生變化。需要強(qiáng)調(diào)的是,時(shí)間膨脹和尺縮效應(yīng)其實(shí)是等價(jià)的,兩者必須同時(shí)出現(xiàn),因?yàn)闀r(shí)間和空間是有機(jī)的整體,兩者不可分割。 接下來(lái)我們進(jìn)入正題:光速飛行下的時(shí)間靜止。理論上,當(dāng)物體達(dá)到光速時(shí),其內(nèi)部的時(shí)間將完全停止。這就意味著,光速飛行的飛船并未經(jīng)歷任何時(shí)間的流逝。 然而,這里存在一個(gè)關(guān)鍵因素制約了這種美好愿景的實(shí)現(xiàn),那就是物質(zhì)的存在形式。目前科學(xué)認(rèn)為,只有光子才能真正達(dá)到并保持光速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而其他形式的物質(zhì)則無(wú)法突破這一速度極限。
因此,雖然在接近光速的狀態(tài)下體驗(yàn)到時(shí)間的極大減緩,但想要真正做到時(shí)間靜止,則必須將自己轉(zhuǎn)化為光子。這樣的轉(zhuǎn)變固然能讓他們?cè)诠馑俅┰姐y河系的過(guò)程中不受時(shí)間的影響,但卻又引出了新的問(wèn)題:若是如此,他們還能否重新回到物質(zhì)世界,分享這段奇異的經(jīng)歷呢? 其實(shí),所謂的光速飛行時(shí)間靜止,是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模皇峭ㄋ椎恼f(shuō)法。比如說(shuō)光子,只能以光速飛行,對(duì)于光子來(lái)講是沒(méi)有時(shí)間概念的。這就意味著光子可以在一瞬間飛行任何遙遠(yuǎn)的距離,哪怕是宇宙的邊界,也能瞬間到達(dá)。
而對(duì)于一艘飛船來(lái)講,無(wú)論如何都不可能達(dá)到光速飛行。但是由于時(shí)間膨脹和尺縮效應(yīng)的存在,飛船的速度也不必非得達(dá)到光速,只需要無(wú)限接近光速就可以了。 當(dāng)飛船的速度無(wú)限接近光速時(shí),時(shí)間就趨于停止,空間極度收縮,意味著飛船里的一瞬間,宇宙就可能過(guò)去了無(wú)限久的時(shí)間,同時(shí)不管多遠(yuǎn)的距離,對(duì)于飛船來(lái)講都是近在咫尺。
因此,當(dāng)飛船的速度足夠快,足夠接近光速時(shí),哪怕是穿越銀河系,也是一瞬間的事情,根本不需要20萬(wàn)年! |
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來(lái)自: 宇宙時(shí)空探索 > 《待分類》