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“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

我当然不信,有人认为坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢是对相对论的误解,是没有真正明白相对论,下面我们详细分析一下,并指出其中的错误。

首先,光速飞船是不存在的。

任何静质量不为0的物体,其运动速度是不会达到光速的,这就是相对论的光速不变原理,这也被大量地实际观测所证实。相对论的质速公式表达的非常清楚:“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

(其中m为物体质量,m0为物体的静质量,V为物体运动速度,C为光速)当物体速度V接近光速C时,质量m会变得无穷大,需要无穷大的能量来推动,而这是不可能的。因此光速飞船是不存在的,只能是亚光速飞船,理论上可以无限接近光速。

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

坐在亚光速飞船人不会感觉到时间静止或变慢,地面上的观察者能观察到飞船的时间变慢了。

相对论的钟慢尺缩和质增效应都是客观真实的,但这些都是与被观察对象有相对运动的观察者的观察结果,而不是被观察者自己的观察结果,因此可以说相对论是观察者效应。相对论的精髓就是“相对”,换句话说,只有与被观察对象有相对运动的观察者才能看到钟慢尺缩和质增效应。“坐”在飞船的人和飞船是相对静止的,并没有相对运动,尽管飞船相对于地面来说是亚光速,但相对于飞船里的人是静止的。因此坐在亚光速飞船里的人对时间和空间的感觉与静止于地面时的感觉是一样的,时间该咋过咋过,并没有感到时间变慢或凝滞。

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

而在相对静止于地面的观察者看来,亚光速飞船以及里面坐着的人的时间的确变慢或凝滞了(飞船越接近光速,这个效应越明显),当然前提是地面的观察者能看到亚光速飞船里面的情景,如果能看到,他将会看到飞船里的人动作非常迟缓,端着一杯水总也放不到嘴边,飞船里的钟的指针几乎停止,还显示着今天早上出发时的时间,时间的同时性具有明显地相对性。这里有个相对论时间膨胀公式能计算具体的时间变化:

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

这里△t′为地面观察飞船上的时间间隔,△t为地面所经历的相对应的时间间隔,V为飞船速度,C为光速,当V→C时,根式→0,则△t′→0,即时间接近凝滞。

时间佯谬

当然当然,亚光速飞船里的人看地面上的情景也是如此,他们感觉自己的时间过的很正常,地面的时间变慢了,地面上的钟显示的还是早上出发的时间。上面的公式仍然适用,只需把△t′和△t倒换一下即可。说到这里,细心的读者会发现其中是矛盾的,即飞船和地面的人看对方的时间都变慢了,这是怎么回事?没错,这就叫相对性,这个现象叫“时间佯谬”,又叫“双生子佯谬”。

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

说的是双胞胎中的哥哥乘坐亚光速飞船一直匀速直线运动的话,那飞船中哥哥和地面上弟弟的时间流逝是“一样”的,只是相互看对方的时间变慢了。但实际情况是哥哥乘坐的飞船不可能一直这样飞行,如果飞船离开一段时间后最终又返回地球,由于在这一过程中存在减速和加速,那飞船的时间就真的比地面的时间“慢”多了(当然在这个过程中,飞船中的人仍然感觉不到时间变慢),这是因为通过加速减速,飞船进入了不同的参考系(时空)而真正改变了时间。那真是人们常说的“天上一天,地下一年”了,哥哥再返回地球时,会发现自己依然年轻,而弟弟已是白发苍苍,哥哥来到了弟弟的“未来”,这是很可能发生的。

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

假如真坐在光速飞船里,人会感觉到时间静止或变慢吗?

上面的回答是人坐在亚光速飞船的情形,毕竟不是题目所说的人坐在光速飞船的情形,还是先说那句话,光速飞船是不存在的,但人的好奇心就是这么大,非要知道达到光速时会是什么情形,这一点连爱因斯坦当年也想知道,为此我们只能勉为其难,大胆预测一下:如果人真坐在光速飞船里,人和飞船就一起变成几束光了。

“相对论”:坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?

而光是时空脱离的界限,其本身是没有时间的。在我们看来,1光年和100亿光年的距离,光需要走1年和100亿年的时间,但对于光来说,光无论是经过1光年还是100亿光年的距离都不需要时间。既然光是没有时间的,那飞船和人变成光“后”就没有什么时间静止或变慢的感觉了,而是压根是没有时间了,也没有什么感觉了。因为飞船和人达到光速,宇宙对于人来说已经崩塌了,人不再以时空方式存在了,也就没有了我们常规的意识感觉了。

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