標籤:

如果我們用光速飛行,三百萬光年的距離需要飛多久?


光速是宇宙中最快的速度,沒有任何粒子的速度能夠超過光速,這也是當前物理學的基礎之一。如果以光速進行飛行,從地球上看這個宇航員要前往300萬光年之外的星球那自然要飛300萬年內,一點都不打折,但是在對於這位宇航員而言,他的時間和地球上的時間是不一樣的。如果按慢鍾效應所說的那樣,以光速飛行的宇航員時間接近靜止,空間就會變成一個點,顯然根據相對論效應,那麼這一個宇航員被說飛多久了,馬上就掛了。

在現代物理學理論中,超光速是不可能出現的,因為一旦出現,那麼物理學的基礎就沒有了,沒有物體能夠超過光速,只有零質量的粒子才能達到光速。超光速也會引發因果問題,比如一個超光速飛行的航天器,如果他返回地球,那麼就可能出現他在出發之前就返回了,顛倒了時空內的因果關係。如果非要設想一下用光速飛行的後果,那麼三百萬光年的距離對於宇航員而言,時間幾乎是沒走多遠,而地球上卻是滄海桑田,所有的東西都變了。而在飛船上看地球,亮點會越來越暗,直到消失。因為地球上的光不會抵達飛船,你看到的地球永遠只有一個樣子。超光速是不可能出現的,如果要進行超光速,那麼肯定不是以現在的方式,而是以時空扭曲的形式前進。比如曲速驅動,利用時空的結構進行超光速旅行,不違反物理學基礎。


簡單回答。光年是個距離單位,是光速在真空中走一年的時間距離,相當於9.46萬億公里。

三百萬光年的距離,當然是光走300萬年的距離了,那麼以光速飛過去,從觀測者來看,同樣要300萬年才能到達。

但狹義相對論有一個尺縮鐘慢效應,就是在不同的參照系,看到的物體長度和感受的時間是相對的,不一樣的。

速度越快的物體觀測者看起來就越短,而越快行進物體上的人感覺時間就過得越慢。而到了光速,一切都停止了,所以飛船上的人感覺不到時間的流逝,300萬年的距離瞬間就到達了。

這樣就出現了一個問題,在地球上的人們已經過了三百萬年,滄海桑田,子子孫孫都過了多少萬代了,飛船上的人們回來還停留在三百萬年前的年代,自己的親人一個都找不到了,後代也不知道在哪裡了,這也是一個很悲摧的事情。

愛因斯坦的光速極限理論是指在我們這個時空中,光速是最快的,一切有靜止質量的物體都無法達到光速。

因此人類要想發明一個以光速行進的航天器是不可能的,但這個宇宙有兩種方法可以打破光速限制,那就是宇宙膨脹和曲速引擎。現在已經證實,宇宙的膨脹是超過光速的,宇宙大爆炸距今138億年,但可視範圍達到半徑465億年。但人類無法製造宇宙膨脹,只能在曲速引擎打主意。

曲速引擎是運用扭曲時空的原理來實現超光速旅行的,這種超光速不是「行進」,而更像是「跳躍」,即通過扭曲摺疊時空,從這個地方跳到遙遠的地方。

就比如一張紙,把它摺疊起來,就能夠瞬間從這個邊緣「跳到」那個邊緣。這種引擎原理不違背光速限制原則,因為觀測者的時間感覺會同飛船里的人感覺一樣,這邊過了一年,那裡也只過了一年。

(時空通訊原創作品,非商業轉載須註明出處,商業轉載請聯繫作者授權。如果喜歡時空通迅文章,請關注支持,謝謝)


這個問題其實漏洞百出,首先,我們不能達到光速飛行,未來也不可能,因為當我們達到光速,質量就會變得無限大,我們也無法找到更多的推進器來推動無限大的物體光速前行,如果我們真想光速前進,那我們就得學學光子,一開始就不具備質量。那麼構成你的這些粒子就會消散。所以是不可能的。

其次,飛行三百萬光年的距離需要的時間。這一點也是有歧義的,既然就要用到相對論效應了,那麼自然就要考慮相對時間,到底是地球上過了多少年,還是你在飛行時過了多少年。

所以這個問題實際上是不能回答的。

不過,還是可以說一說其中的一些道理。

首先當你作為飛行員的視角,那麼你還必須得注意一個相對論效應:長度的收縮。現在我們來解釋一下為什麼會產生長度收縮。

我們假設你在以260000公里每秒的速度在外太空前行。這也是光速的87%速度。光速是300000公里每秒。

你這裡的一秒鐘等於地球的兩秒(這是真的)。

在這兩秒內,地球上的人認為你移動了520000公里。但是,問題就在你認為你在一秒鐘內移動了520000公里!

你的速度就是520000公里每秒。

你打破了極限速度。

但是,這是不可能的,狹義相對論中,時間的膨脹必然伴隨了距離的收縮,所以,你並沒有感覺你移動了520000公里,而是260000公里。你觀察的1公里在地球人觀察只有半公里。

速度與觀察者無關,但時間與長度取決於觀察者。


在這裡不考慮宇宙膨脹距離,同時我們也達不到光速

題中所給出的三百萬光年是距離單位,如果想要求出時間的話,距離除以光速就好了啊!答案是三百萬年。這並沒有錯,只是站的參考系不同而已。

這個答案可能並不是題主想要的,如果光子飛行三百萬光年需要多長時間?請原諒我偷換概念,因為愛因斯坦的狹義相對論就不允許有靜止質量的物質達到光速。如果你想用狹義相對論的推論解決問題,你還想打破相對論的限制,這很矛盾。

如果光子用光速飛行,三百萬光年的距離需要飛多久?

根據狹義相對論的時間膨脹效應(鐘慢效應),物質的運動速度會影響它本身時間的流逝速度。速度越大時間流逝速度越慢,這個效果在低速世界裡可以忽略。但是當物質運動速度無限接近光速或者等於光速的時候,例如光子它的時間就膨脹到了極致。如果光子帶個鐘,這個鐘慢到停了下來,也就是時間停止了。無論多遠的距離對於光子來說,只是一瞬間的事情。也就是說已經沒有了時間的概念。

狹義相對論這個時間膨脹效應可能是未來人類的一顆救命稻草

人類如果想要繼續繁衍生息,那就一定要星際移民。因為太陽是有壽命的,並不是永恆的。但是宇宙在距離尺度上真的是太大了,距離我們最近的恆星-比鄰星,還有4.23光年的距離。這對於現在的我們來說是一個比較遙遠的距離,人類未來的目的地可能會在百光年外、千光年外。這樣長的距離,人類個體近百年的壽命不夠用。

但是如果人類如果能把速度提升無限接近光速的時候,這個時間膨脹效應會給我們貴增大量的時間。


圖片皆來自網路侵刪。這裡是科學黑洞,感興趣的不要忘了關注我們額!


首先強調一點,任何物體無法達到過超越光速,以下分析只是一種思想實驗。

根據我們時間=路程/速度的公式,很容易計算出需要三百萬年的時間!

但那個公式只適用於經典物理理論的低速世界,在亞光速世界,公式不再適用,因為當速度足夠快時,時間和空間的變化將會非常明顯,我們就不能忽略這種變化!

根據愛因斯坦狹義相對論中「時間膨脹」效應,速度越快時間就越慢,如果你能以光速飛行,你的時間就會相對靜止(相對別人),時間停止了,不要說飛行三百萬光年,就算一直飛下去你所用的時間(相對他人)也是零!

這樣的結論會讓很多人不解,因為這種結論與我們的現實世界格格不入,怎麼能這樣呢?

一切都因為我們一直生活在低速世界,很難想像也很難接受亞光速世界裡發生的詭異現象!事實上,時間膨脹在我們身邊每時每刻也發生著,只不過對時間空間的影響太小了,可以忽略不計!

用白話來舉個例子吧,假如你以90%光速飛行,你會變得更年輕,但只是相對於地球上的人來說你變年輕了,你自己感覺不到你在變年輕。也就是說,只有當你返回地球的時候,時間膨脹的效應才顯現出來,如果你一直以這個速度飛行,永遠不返回地球,就不會有「變年輕」一說,這就是相對性和參照物的作用!

而如果你以光速飛行,理論上講你所處的時空與地球上的時空完全不同,甚至可以說你講不屬於出發時所在的宇宙,因為,這個宇宙在你的眼裡早已坍縮!

而你本身確實是宇宙的一部分,所以你不可能不屬於這個宇宙,這就是說你不可能以光速飛行!之前的假設都毫無意義!

說白了,當你試圖用一個錯誤的不存在的前提導出一個結果時,這個結果肯定也是錯誤的,沒有意義的!


我們先假設可以以光速飛行,那麼就是這樣的情況,坐在飛船上的駕駛員會覺得此次旅程根本沒有花費時間,在他的飛船加速至光速時,就已經需要減速到達目的地了。

而地球上的人,如果不考慮宇宙膨脹的話,那麼就是過了實打實的三百萬年,這是什麼原因呢?來看:

時間膨脹效應:當運行的速度越快,時間就越慢,接近光速,時間幾乎靜止,達到光速,時間停止;

長度收縮效應:當運行的速度越快,空間長度就越短,越接近光速,空間長度就越趨近於一個點,當達到光速時,空間長度縮為一個點,起點與終點在一起了。

假設,先不用光速飛行,先用0.5c的速度飛行,那麼情況就是這樣的了,根據公式計算的話(L0表示的是實際的300萬光年,L表示的是飛船實際飛行的距離):

當飛船速度為0.5c時,飛船上的人會感覺到只航行了2598076光年,用的時間是5196152年;

當飛船的速度攀升到0.99999999999c時,飛船上的人會感覺到只航行了13.41640786496光年,用的時間是13.41640786509年。

可以看到,當飛船的速度越來越接近光速時,飛船實際航行的距離就會變得越來越短,用的時間也就越來越少,直至飛船的速度到達光速時,起點與終點在一起了,所以,實際上來看,飛船上的人是感覺不到時間流逝的,然後就到達了目的地。

但是,在這個宇宙中,打造光速飛船是不可能的,在《三體》中也有如此描述,程心駕駛接近光速的飛船飛到287光年外,只用了52個小時。


忽略加減速時間,需要0秒。

為什麼要忽略?因為無法加減速啊....

首先你不能通過加速達到光速,這個大家都知道了。其次當你光速航行,根據狹義相對論相對時間就停止了,你沒時間減速....

所以如果你不是一開始就光速的話,你就不可能達到光速,而如果你一直光速的話,你又不可能減速到不是光速....

所以你說是不是只能忽略加減速....

根據狹義相對論,光速跑遍全宇宙都只需要0秒,因為光速下不走時間....

如果你問的不是飛行員的時間而是地球人的時間,那麼就是300萬年。嗯。


理論永遠滯後,誰也沒有在光速下運動過,猜想一下,如果飛行器已通過努力在光速下勻速行駛,再踩下油門就無法提速了嗎?我想是可以的!


三百萬光年=一秒

相信我嗎,我來自其他星球,肉體來自地球

思維來自宇宙。

時間論裡面,一切速度=靜止

速度論裡面 一切時間=動態

時間加速度 一切靜止和動態的物體 就叫宇宙

非要加個地球人思維

速度=時間=宇宙。

想想 你們所謂大爆炸講的什麼?膨脹速度?

想下 你們所謂的收縮講的什麼?

生老病死的過程叫時間?

還是該說時光在跑?用你們有限的生命,體驗時光奔跑的速度?時光的速度就是光速跑的時間?一切生命是宇宙進化來的?

進化是說的時間?時間是什麼?宇宙膨脹速度?

天機不可泄露,如果地球一面對著太陽,似乎沒有黑夜,恰好你在陽光中生活,那麼你的時光是多久?對於千年樹木你有多長?對於太陽你有多長?對於人類你有多長?相對論說的是不是?

那麼請問就你這個問題,我用宇宙視野出幾個問題,看有多少人能理解的,能理解的可以回復,提高你的意識

取太陽的光,用他的速度到達地球,光速是什麼?光的速度對嗎?當太陽光發射,到太陽熄滅,距離是?假設你們的8分鐘到達地球?

請問光速是太陽起點到地球終點用8分鐘

光在奔跑,他是一個點到點的距離?

你不會說光速是一束長這麼長的距離對不?

光不可以延長自己成為直線,同時存在直線的任何點?

只能說它經過這條直線的任何速度都是勻速的真空速度?那麼強制壓縮光速一秒之間的距離到人一秒的距離,假設人一秒走三米,那麼光速壓迫到人的速度,他存在的時間是人的多少倍?

那麼又請問現在人和光都是點到點形成的直線距離?

那麼請思考,時間縮小了嗎?

假設人一秒能做多少事?

那麼光來對比人,他能做多少下?

假設你們速度同步,時間你一秒的吻

是不是等於他是你同樣重複了多少次方的動作?

那麼你是不是超距作用?就像你能一秒想到銀河系,那麼超距作用的光,是不是想到了多少次方次?那麼這麼多次想法里?你是不是有似曾相識的感覺?

一束光的速度不變,太陽光在發射出的那一瞬間?光是直線傳播?在真空中假設直線傳播,那麼在圓球或者不規則球燃燒的能量,?的光頓圓發射的任何360度,整個緯度,想想,360是平面歐幾里得學,他的光布滿整個你們所謂的紙上空間對嗎?

再來非歐幾里得學,想像下,球體全方位現實球,他發出的所有光,會不會有相交的直線,那個點過後永不相交對嗎?太陽光的相交點所畫出的範圍內,就叫太陽系。

對不起說的太多了,


老子就想問問,110電話多少,我要報警。

問這樣問題,是不是腦殘,找揍。

謎底就在迷面


推薦閱讀:

小程序+ 你Get到了嗎?
如何設置Wifi密碼可以讓萬能鑰匙打不開?
無人機初級篇系列第 7 講:電調與PWM信號

TAG:科技 | 科學 |