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倘若有人以光速飞到宇宙中,1天后回到地球,他还能见到家人吗?
      发布时间:2021-05-29 23:39      作者:admin      点击:

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固然人类的科技程度是有限的,但吾们能够基于想象力来进走现实无法实现的思维实验。包括牛顿、喜欢因斯坦、薛定谔在内的许众物理学家都有挑出过著名的思维实验,例如,牛顿大炮、喜欢因斯坦的追光思维实验、薛定谔的猫。

喜欢因斯坦曾在16岁时想象,倘若追上一束光,他会看到什么形象?这个思维实验为他后来竖立狭义相对论奠定了基础。本文所商议的话题源自于喜欢因斯坦的狭义相对论,倘若一幼我以光速飞到宇宙中,1天后回到地球上,他还能见到家人吗?地球上的时间原形过了众久呢?

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倘若从生活经验起程,这个题目的答案益像很浅易,在宇宙飞1天返回,地球上自然是以前1天。但原形上,吾们被所谓的常识蒙蔽了双眼,相对论通知吾们事情异国那么浅易。

按照相对论,时间在宇宙各处并不是以相通的速率在流逝,宇宙中并异国一个绝对的标按期钟。倘若比较两个速度迥异的参照系时间,就会发眼前间流逝有快有慢,时间在速度较快的参照系中放慢了。

举例来说,走驶的高铁上的时间要比地面上过得慢。时间详细慢众少,取决于高铁的行动速度v,狭义相对论给出了计算公式:

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上式中,Δt为地面上的时间,ΔT为高铁上的时间,c为真空中的光速。

原由光速每秒将近30万公里,这个速度远高于高铁,使得时间膨大效答幼到能够无视不计。倘若高铁的行动速度为300公里/幼时,当一幼我乘坐该高铁行动镇日之后,他所经历的时间比地面上的人慢了大约3.3纳秒,也就是10亿分之3.3秒。

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然而,当速度挨近光速时,v/c将会挨近于1,这会使得时间膨大效答变得专门清晰。另外必要仔细的是,上式也意味着物体的行动速度不能够达到光速,不然分母就会失踪意义。固然物体的速度达不到光速,但吾们能够商议一下速度挨近光速会怎样?

原由相对论否认了绝对时间的概念,因而每当谈及时间的时候,必要清晰时间对答于哪个参照系。倘若这个1天的时间是宇宙飞船参照系的时间,当一幼我乘坐速度为99%光速的宇宙飞船飞走1天再返回,那么,欧宝首页此时地球上的时间将会以前7天。对于地球上的人来说,宇宙飞船是在一周前脱离,但飞船上的人却会认为起程时间是昨天。

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倘若飞船以99.94443%光速飞走1天,地球上将会以前1个月的时间。倘若飞船以99.9996245%光速飞走1天,地球上将会以前1年的时间,飞船上的人过了1天,地球上的人却已经长了一岁。随着宇宙飞船的速度越来越挨近光速,时间流逝速率的迥异将会迅速变大,飞船时间过1天,能够相当于地球上过100年,或者一万年,甚至更长的时间。

因此,乘坐宇宙飞船的人回到地球上之后,能不克重逢到他的家人,十足取决于飞船的飞走速度。倘若飞船的速度够快,地球早已是沧海桑田。原形上,经由过程云云的手段,飞船能够飞到地球的异日。

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值得仔细的是,不论宇宙飞船飞得众快,飞船上的人都不会感受到本身的时间变慢了,过镇日就是镇日。但倘若地球上有人经由过程天文看远镜来不益看测飞船,他会发现飞船上的人走动十分缓慢。时间的快慢只有经过比较才会清新区别,本身无法直接感受到时间变得快了照样慢了。

这边还有一个题目,都说行动是相对的,飞船相对于地球迅速行动,也能够看成地球相对于飞船迅速行动,那么,这是否意味着地球上的时间变慢了呢?

其实不然。飞船从脱离地球到返回地球,必要经过添速和减速,这栽能够实在感受到添速度的行动才是绝对的,因而时间变慢的是飞船,而非地球。

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在平时生活中,两个速度进走叠添相符成后会发生转折。但相对论外明,光速是个破例。倘若月球上发射出一束光,不论是飞船上的不益看测者,照样地球上的不益看测者,他们都会测出这束光的速度为很是的光速。

喜欢因斯坦认为,既然光速是不变的,就会导致其他正本被认为是绝对的物理量发生转折,而这正是时间(另外还有空间)。不论是光速不变,照样时间膨大,这些形象都已经被实验所证实。

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人工卫星在太空中迅速行动,那里的时间流逝速率与地面上是纷歧致的。倘若吾们想要经由过程人工卫星进走准确导航和定位,就必要清除相对论的时间膨大效答,让天地时间保持十足同步,这正是吾们每天所要经历的事情。

 
 

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