首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

假如乘坐光速飞船离开地球一分钟后返回,地球时间过了多久?

瞬息之间,宇宙或许已走向终结,连原子的结构也湮灭在暗能量的手中,留下的仅是无尽的虚无。然而,若“宇宙之神”巧借其他“平行宇宙”的能量,为飞船注入源源不绝的动力,让它在极短时间内接近光速飞驰,那么时间也就近乎冻结。

这份能量,无疑将超越我们宇宙能量的总和,但即使如此,达到光速依旧是难以触及的境界,唯有信息与能量能与光速并肩。接下来,我们尝试揭开其中的奥秘:

在讨论速度时,我们须选定参照物。譬如:汽车相对电线杆有速度,而对车内的司机则速度为零,形成相对静止。我们所言的时速,通常指汽车与地面的相对速度。

但科学家在上个世纪发现,光速似乎不受相对性原理的束缚,无论观察者处于何种状态,光速始终如一。试想:

a与b骑行在各自的单车轨道上,相对静止。而光则从远方飞驰而来,于他们而言,光速均是恒定的C。若有飞船以近光速从他们上方掠过,船上的宇航员却同样测得光速为C。这揭示了光速的绝对性。

爱因斯坦将光速不变原则写入狭义相对论,推演出速度之外,质量、时间、尺寸亦具有相对性。

关于质量与速度,除非物体的静质量为零,否则无法触及光速(因分母不可为零)。并且,速度越近光速,质量愈发庞大,加速所需的能量也随之增加。

例如:你站在我面前,体重为100斤。若你以极高速度奔跑,体重或许会增至120斤。动能的增长导致质量的增加,动能大小取决于速度,与光速紧密相连。

由此引出爱因斯坦的惊人发现:质量与能量本质上相等,其关系式为光速的平方。换言之,质量即是能量。量子力学在21世纪揭示了万物的构成基于基本粒子的相互作用,这些作用力度决定了物质的质量,亦解释了质量与能量的实质。质能方程即可依此计算。因此,利用质能方程,原子弹爆炸所释放的能量可由其质量亏损推算得出。

速度与时间的膨胀关系呈现为:速度越快,时间膨胀越甚。若速度近乎光速,观察者看来,移动物体的时间近乎凝固。

在狭义相对论中,爱因斯坦以钟表的走时变慢来描绘时间与速度的联系:速度改变时间的流逝,时间不再如牛顿时代所言“光阴似箭”,而是快慢有别,依赖于速度;相对速度决定相对时间。飞船若以近光速飞离地球,飞船上的时间仿佛静止。

若地球历150亿年,飞船所经历的时间又为几何?

假设150亿年后地球消失,将150亿年的地球时间(t')代入速度与时间的公式:

若飞船以0.99倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历21亿年。

若飞船以0.9999倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历6.7亿年。

若飞船以0.999999倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历0.21亿年。

若飞船以0.9999999倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历0.067亿年。

若飞船以0.99999999倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历0.021亿年。

若飞船以0.999999999倍光速飞驰,地球经150亿年,飞船则历0.0067亿年。

显而易见,飞船越近光速,微小的加速便可引发巨大的时间效应。当飞船速度小数点后接踵而至的9无限延伸时,膨胀效应趋于无穷大,飞船内的时间也就趋于停止。

对飞船而言,宇宙的终结不过一瞬间。

  • 发表于:
  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OYDSbG2cAVVb7SbJZ2U-2yKg0
  • 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

相关快讯

扫码

添加站长 进交流群

领取专属 10元无门槛券

私享最新 技术干货

扫码加入开发者社群
领券