時間是虛擬的?愛因斯坦:光速飛行一年,地球已過去千萬年

薛定諤的貓 2021/08/07 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

時間在任何情況下的流逝速度都相同嗎?

答案是否定的

19世紀末到20世紀初,隨著「乙太」的破產和麥克斯韋電磁理論的大規模應用,身處瑞士專利局的小職員愛因斯坦,用「光速不變且不可被超越」重新審視了我們的宇宙, 發現「時間」其實並不客觀,它在近光速運動狀態下,以及強引力狀態下,流逝速度是要遠遠慢於地球上的,而對於達到光速的光子來說,時間對它來說甚至根本不存在。

宇航員難題

一名宇航員以光速或者近光速離開地球一年後再返回地球,根據常識,宇航員離開地球再返回地球用了兩年時間,地球上也應該過去了兩年時間, 但根據愛因斯坦的相對論,宇航員再返回地球后,地球上其實已經過去了億萬年,甚至考慮到太陽系本身的運動,地球早就不在原來的空間位置上了。

因為在相對論中時間是相對的而不是絕對的,雖然靜止質量不為零的物體無法達到光速,也無法讓時間真正停下來,但飛船在接近光速的過程中,也會因為參考系的運動速度增加,而導致參考系下時間流逝速度變慢,也就是「速度越快,時間越慢」

如果宇航員離開地球與返回地球時的速度都是 0.99倍光速的話,等他回到地球后,地球上其實已經過去了 14年,而如果飛船的速度是 0.99996247倍光速的話,時間就會膨脹到「天上一天,地上一年」的程度,因此宇航員回到地球后,地球上就會過去 730年

引力也能影響時間?

在硬科幻電影《星際穿越》中,主角一行人在黑洞旁邊的星球上進行任務時,時間被旁邊的老年黑洞「卡岡圖雅」嚴重扭曲,達到了「一小時七年」的程度,所以最後男主再見到他的女兒時,自己依舊是當年出發時的樣子,女兒卻垂垂老矣。

20世紀以來,不斷發射的人造衛星和飛機原子鐘實驗,都證明了 「時間流逝速度取決於物體運動速度,運動速度越快,時間越慢」,但在後來的廣義相對論中,引力也成了影響時間流逝速度的原因之一。

引力變遷史

牛頓是第一個對引力現象進行總結歸納的物理學家,但他並不知道引力是如何產生的,只知道質量越大引力越大,直到愛因斯坦用黎曼幾何「支撐」住自己的廣義相對論後,「引力是由質量扭曲時空造成的幾何跌落」這一解釋,才被科學界接受。

但作為和相對論齊名的現代物理學另一個支柱,量子力學認為引力並不是由質量扭曲時空產生的,而是和其他三種基本作用力一樣, 是由名為「引力子」的基本粒子交換產生的,但遺憾的是直到今天物理學家們都沒能在對撞擊裡找到引力子,所以目前引力的標準解釋還是以廣義相對論的表述為准。

不過量子力學與相對論在引力上的矛盾也證明了,這兩個理論遠不是物理學的終極理論, 在它們之上一定有更完善的理論在「統禦」著他們,也就是愛因斯坦晚年一直在努力構建的「統一場論」或者說「大統一理論」

人類真的能達到光速嗎?

在《三體》中人類乘坐能達到光速的20%的核聚變飛船時,需要在船艙內灌滿深海液來抵禦加速度帶來的傷害。

而從現實角度出發,就算未來真的出現了能以近光速飛行的飛船, 人類的肉體凡胎也會加速度而被壓成紙片人,所以未來真正能讓人類以近光速遨遊宇宙的絕不是飛船技術,也不是能源技術,而是空間技術。

根據廣義相對論,我們所處的宇宙時空是能被質量任意扭曲的,黑洞就是質量扭曲時空到極致的產物,連光都無法逃脫它的引力深井,現代物理學認為人類可以用「奇異物質」或者說「負質量」來把兩個相隔千萬光年的星球連接到一起。

這種被稱為「蟲洞」的時空技術,才是最適合人類文明探索宇宙的技術。

 

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