发布日期:2024-09-30 12:42 点击次数:52
速率是技艺的快进键色情 动漫,而光速则是技艺的暂停键。当咱们在无限接近光速的飞船上飘零,技艺的荏苒会放慢到险些停滞,而空间的距离似乎在一瞬息便被跳跃。这一征象背后的微妙,是物理学家们历久探究的主题,而要道在于意会一个基步伐实:
时空并非固定不变,而是会跟着个体的速率各异而变化(引力也会酿成影响,但这里不赘述)。这是意会接下来总计论说的基石。
设思你在一艘无限接近光速的飞船里飞向一光年外的方向地,你所阅历的时空,与大地上的不雅察者所阅历的,是截然有异的。
不雅察者看着你穿越星际,似乎只过了一年,你却嗅觉我方只过了几分钟,十拿九稳地跳跃了稠密的空间距离。
牛顿的经典时空表面觉得,时空是唯独且十足的。无论你飘零多快,与地球的技艺荏苒应该是同步的。可是爱因斯坦却告诉咱们,这是诞妄的。可是这种看法,却允洽咱们大广泛东说念主的直不雅表露。
在此,你可能会提议两个疑问:
要是是一光年的距离,若何可能刹那间就到达?
一年是不雅察者的技艺圭表,而你处于接近光速的飘零气象,仍是处于另一个技艺参考系中。两个体系下的技艺体验并不换取,速率是酿成这种各异的原因。
为什么咱们闲居感受不到互相技艺的各异?
之是以感受不到,是因为这种各异牛溲马勃。例如来说,以跑步速率的各异,一秒钟内技艺只慢了一亿亿分之一秒。
不同的空间参考系相同影响着你。处于畅通气象的你,所阅历的引力势能比静止的东说念主大。但在远低于光速的速率下,这些细小的各异险些察觉不到。
意会了这些,咱们再来探究速率与技艺的有关:
将技艺放大,要是在一艘无限接近光速的飞船中渡过一世,会是怎么的情景?
最令东说念主战抖的恢复是:你甚而可能无法完成一世的旅程……
因为在你一世的飘零中,天地可能已阅历经百亿年的变迁。
另一个悠悠忘返的问题:要是光子有知觉,它会如何看待天地?
谜底是,对于光子而言,技艺仿佛是“暂停”的,它莫得畴昔和将来,况且无法感知天地的出生,因为“出生”的成见自身基于技艺。
因此,要是你思进行技艺旅行,或者思见证天地的赶走,最好的阶梯等于驾驶一艘无限接近光速的飞船握续飘零。你可能只飞了几天色情 动漫,地球仍是不复存在;飞了几个月,太阳燃尽了燃料;飞了几年,天地走向了热寂;飞了十年,天地运转松开,回到一个奇点,而你也不复存在。可是总计这个词经过,你只阅历了二十年。是以:
速率是技艺的快进键,具体快进的进程取决于你接近光速的进程。达到光速时,技艺住手;卓越光速时,技艺倒流。可是,达到或卓越光速是不可能的,咱们只可无限接近光速。这波折证明了两个事实:
咱们的存在离不开时空;
不成“回到畴昔”,但不错“到达将来”。
因此,光速与技艺的精准干系等于:光速是技艺的暂停键。
是以,当你骑马奔腾、享受世间荣华的技艺,其实就稀奇于按下了技艺的快进键,只是这种效应极其细小,你完全察觉不到。但要是骑马的速率越来越接近光速,这种效应就会变得不言而喻,稠密无比。稠密到什么进程呢?
于是,又出现了第三个劲爆问题:以光速飘零的飞船,其里面时钟败露,无意在早上9点起程(莫得加快,霎时达到光速),问:到达一光年外的星球时是几点?
谜底是,照旧早上9点。
飞船上的东说念主完全不自知地仍是到达方向地,你以为还没起程,本体上仍是到了。你意志依稀的一霎时,在莫得技艺成见的虚无中,可能是不灭,也可能是刹那间,两者无异。而不雅察者则真确地渡过了一年。
色姐姐这是速率等于光速的极点情形。这意味着无论距离多远,对你来说,齐无需技艺即可到达。这进一步阐述了第三个事实:
在无限接近光速的速率下(莫得达到光速),无论去到多远的地点,齐是刹那间(纳秒级),而不雅察者则可能渡过了100亿年。这种接近进程越高,技艺越不需要,本体所消耗的技艺就越接近零。
因此,在咱们无限接近光速时,即便去到10万光年以外的地点,所需技艺也仅是纳秒级别。而不雅察者,则悲剧地恭候了你10万年……不错说相等令东说念主望眼将穿。
就像《星际穿越》中的情节,男主指导戎行去巨浪星球,来回一回用了几十分钟,回到飞船后,留守的老黑仍是白首苍颜,哀叹说念:“我苦苦等了你们23年……”
当今,咱们不绝探究狭义相对论中的慢钟效应公式。
公式中,t是畅通参考系的技艺,t0是静止参考系(不雅察者)的技艺,v是畅通者的速率,c是光速在真空中的速率。
从公式中不错得出四点:
当v远小于c时,t险些等于t0,各异不错忽略不计,因此你无法察觉。这恰是地球上发生的一切。牛顿的时空表面就体现了这种情况。
当畅通速率v无限接近c时,无论不雅察者阅历多长技艺t0,畅通者阅历的技艺t齐趋于无限小。这恰是“天国一日,东说念主间千年”的兴致兴致。
当v=c时,无论不雅察者阅历多久,畅通者的静止技艺t历久为零,这不允许发生。
当v>c时,无论不雅察者阅历多长技艺,畅通者的技艺t齐是虚数,对应空间一丝。相同不允许发生。
通过计较一些数据,不错直不雅感受:
要是以光速的99.999……%(少许点后精准到13个9)飘零一光年的距离,畅通者感受到的技艺是1.41033秒。可见各异之大。在飞船中眨个眼的功夫就到了。你躯壳细胞的蜕故孳新只是经过了这1.41033秒,而不雅察者则看着你飞了一年。
技艺对比:1年 VS. 1.41033秒。
要是接近光速的99.999……%(少许点后精准到20个9)呢?
那么将是:技艺对比:100万亿年对比6.307秒。
也就是说:100万亿光年的距离,你在里面嗅觉只飞了6.307秒就到了。不雅察者看着你飞了100万亿年,而你在里面只过了6.307秒,等你到的技艺,不雅察者早已荡然无存。是以,“世界武功唯快不破”是良药苦口!
因此:要是你以这个速率飘零,你大约一秒齐飞不到,天地就脱色了!(天地于今才138亿年历史。)
此外,有东说念主质疑,电影中的技艺变慢是因为黑洞,而非速率的原因。是的,你很忠良。这篇著述主要探究的是速率对技艺的影响。事实上,引力酿成的空间曲率变化也会导致技艺变慢,这种变化仅在引力相等稠密的情况下才会相等显然。黑洞就是这么的例子。思象一下这么的画面:你悬浮在黑洞的安全区周围,看着你的伙伴被引力拉向黑洞,总计这个词经过会是如何?
谜底是:你会看到他越来越慢、越来越慢,最终在黑洞视界停滞。本体上,他还在加快畅通,只是你看不见了。因为技艺和光被阻抑在黑洞视界,系责骂入黑洞的物体,其影像齐会被困在视界上,成为不灭。
因此,黑洞并非全黑,它时常有一个相等“亮”的光环,那是吞吃恒星盘的“余光”。这个亮,不一定是可见光,而是高能放射。
以上主要商讨了光速和技艺的干系。
对于参考系的问题,有东说念主会问:以接近光速畅通的东说念主和不雅察者应该是感受到换取的技艺才对,不雅察者看他走了一年,他我方也应该感受到走了一年才对。
本体上,这是牛顿的旧时空表面,它觉得时空系是唯独的,每个东说念主阅历的技艺感是换取的,可是这是诞妄的。