光速和時間是什麼關係,為什麼比光速快時間就倒流,這個邏輯不通?

Song900


非常感謝題主提出這樣一個深邃的問題。

第一個話題,光速和時間是什麼關係。我的回答是:光速是測量時間(時空)的尺子。

正因為光速是一把測量時間的尺子,所以我們必須先確認光速是不變的。在這樣的條件下,空間變化必然有時間變化相隨,從而確保光速不變。如果這把尺子是變化的,那麼我們的測量將失去意義,對於沒有意義的物理量,距離和時間,也就不會成為物理學(科學)研究的命題。

一定會有小夥伴們問:為什麼光速會成為測量時間的尺子?

其實人類開始進入到文明社會之後,一直都在尋找更精確地測量時間的方法。第一階段是從觀察日月星辰的運動開始。人們發現了年、月、日、時辰這樣的時間單位。

然而這樣的時間單位是不能滿足人類日益增長的測量高精度時間的需求的。隨著科學技術的進步,人類發現了很多週期性運動的等時性現象,比如單擺,彈性振動等等。於是那些能工巧匠們發明了擺鐘。

後來,等時間進入到20世紀,工程師們又利用壓電晶體的震盪等時性,發明了石英鐘。後來更有了精確度更高的光子鍾和原子鐘。

上面人類測量時間的方法的演變過程裡面都隱含著一個假定:週期性運動的每個週期都是相等的。然而這是真的嗎?老郭回答不上來,因為我們沒有辦法把一個週期跟前面一個週期或者後面一個週期拿過去進行對比。

我們現在已經知道,一年的時間在變長、一天的時間也在變長,只是這種變化很小。那麼誰能保證,其它的週期性運動的週期就是不變化的?我們只能無奈的默認,週期性運動具有等時性。否則,我們連自己測量時間的尺子都是在不斷變化的,那麼測量就會失去意義。

光速作為一把測量時空的尺子是怎麼被最後確定下來的呢?

這事的起源在於19世紀初籠罩在物理學上的兩朵烏雲之一:邁克爾遜-莫雷的光速實驗。在這個實驗之前,麥克斯韋方程組取得了巨大的成功,成為牛頓力學之後的又一個經典理論的新高峰。然而,這個方程組要想成立,就需要有一個奇怪的條件:光速必須為常數,也就是一個固定的值。

1904年,洛倫茲為了解釋這個現象,提出了光速的洛倫茲變換原理,發表了著名的變換公式(J. H. 龐加萊首先稱之為洛倫茲變換 -Lorentz transformation)和質量與速度的關係式,並指出光速是物體相對於以太運動速度的極限。可以說這個時候的洛倫茲和龐加萊是最接近發現狹義相對論的物理學家。

然而,最先摘取物理學領域第二個蘋果的科學家是愛因斯坦,1905年,愛因斯坦發表了狹義相對論論文。在這篇只有高中數學水平的論文中,他天才的提出了時空統一的理念。成功的,以光速不變原理和相對性原理(洛倫茲協變原理)下,解釋了邁克爾遜-莫雷實驗無結果的現象。

正是光速不變的體現,給時空引入了新的幾何理解,從此物理學從三維空間一維時間,進入到四維時空,人類對時間和空間的理解從沒有聯繫到密不可分。光速因為其真空中不變的特性,成為了測量時空的尺子。

第二個問題,為什麼超過光速時間就倒流。我的回答是其實這個問題是不存在的,並沒有時間倒流的情況。

可能您以為的能回到過去就是時間倒流吧。關於這個問題,我在自己的文章裡面,討論可穿越的蟲洞的時候討論過。那不是時間倒流,而是存在一個閉合的類時曲線,時間是一個封閉的線,時間還是同一個方向的,這樣就能回到過去了。如果您對這塊有興趣,可以關注我一下,看看我之前的文章,寫這部分的時候,我參考了清華大學的廣義相對論教程,應該可以作為可信的採納。

由於物理學家並沒有發現能攜帶信息的物質有超光速現象,所以對於時間倒流的現象,物理學家也是一無所知的。但是,從數學上說,時間倒流是有可能存在的。這也是由於數學是高度對稱的,所以在數學裡面出現什麼現象都不奇怪。然而物理學不能這麼幹,只能作為理論的預言或者是假說來等待驗證,沒觀察到的現象之前不能作為真實存在被確定,只能作為一個有可能的研究領域,畢竟我們現在的物理學屬於經驗科學,經驗還沒有,怎麼能談理論呢?您說是不是。


郭哥論道


首先要知道時間是怎麼來的?地球旋轉一週為一天,根據太陽位置變化定下刻度,再細分成24小時。地球時間是什麼?是地球圍繞太陽的旋轉規律,這個大家都明白。

地球緯度不同的地區陽光照射角度不同,所以時間也不同。但是太陽規律並沒變化。也不會受地球時間影響。

所以相對論裡對時間的描述是有邏輯問題的,你就算跑的比太陽地球自轉快,太陽也不會改變運轉規律,你就算跑的比太陽自轉快,宇宙也不會因你而改變規律。

就算你以光速在宇宙中穿梭,宇宙膨脹也不會因你而改變,你只是一個以光速在運動的物體罷了。

窄義相對論最大的問題就是對於參照物的任意切換混淆了時間的概念。

宇宙膨脹速度才是定義時間的最終參照物,只要測出膨脹速度距離並畫出刻度,無論你在宇宙的任何角落,都不用為沒有時間概念而困惑。


大熊28619876


用一個極簡化的方式說說我的思路吧。

假如有一輛火車以速度C1迅速在我們旁邊行駛過,車廂有順序編號1到20吧。我們會依次看到編號1、2、3…

假如看到編號10時,我們迅速啟動一輛超跑,以速度C1行駛,那我們會一直看到編號10。

[我們把火車看成一束光的話,那是不是相當於我們看到光裡的時間停止演變和運行了?是不是相當於時間暫停了?]

再進一步,我們把超跑加速到超過C1,那是不是會依次看到編號9、8、7… ,是不是已經過去的我們又重新看到了?是不是相當於回到了過去?

當然這只是一種幫助理解的簡單類比! 相當於我們只能看到歷史的影像,而無法做出任何的影響。這可以說是猜想,就像三維的我們怎麼也無法想象出四維空間到底是個啥樣!

當然科學家們還有各種各樣其他的理解和解釋,有興趣的可以再多瞭解瞭解!


歡樂小酒館


光速是我們現存的這個宇宙當中最快的速度,意味著我們所有現存的一些客觀物質存在都是以光速為基礎的運動,孔子運動表現形式,所有在我們運動的形式當中,光速是時間最大的存在現狀形勢,如果超越光速之後對空間的形式而存在,則時間對人類而言就會永久的消失,這邊是空這邊時間與光速的基本關係就是以光速為界限,客觀宇宙與空間宇宙存在的基本界限就是光速,限制了這兩者之間的基本區別,導致人類在與現存的宇宙當中,一切物質的運動速度不能超過光速。


生活的樂趣2442


一毛錢關係都沒有,時間就是時間,一直在流逝,不要說跟光速沒關係,跟任何速度也都沒關係,我從小接受的教育就是這麼告訴我的。請大神反駁。



佳巍15810196169


兩千年前,秦始皇登基時,如果秦始皇手裡有一隻手電筒,他向天空射出一簇光,理論上講這簇光在太空中走到今天就有兩千年的時間了,也就是兩千光年的距離,那麼現在我們如果通過某種新技術(比如說蟲洞),能瞬間(超光速)把我們移動到兩千光年的距離上,那麼我們就能看到秦始皇在兩千年前射出的那簇光,所以從這個層面上講,超光速實現了時間倒流!


深鎖4


光速就是光線的速度,它在一秒鐘內通過的路程大約是三十萬千米,在計量光通過的距離時它們之間有聯繫,平時它們不聯繫。


老樹瘦馬454


不是時間倒流 ,而是因為光速的產生,引發了物質所存在的生態體系的變化,

其二,不同的生態體系有著不同的時間內涵。

其三,因為觀察者一直站在原生態體系裡面,在因循著原生態體系裡面的時間內涵在做觀察,所以,物質在新的心態體系裡面運動的時候,人們就會有“時間倒流“的感覺了。

其四,所謂時間倒流,那不過是因時間內涵變化或有了“比較性的差值”而產生出來的錯覺而已。

其四:不同生態體系有著不同的時間內涵,這是常識。

當你把以上道理理解明白了,也就不會產生“邏輯不通”的認知了,這是一個常識性的道理。


北京得明


我覺得可能我們所認為的時間的定義是與光的性質有關,所以才會出現這種結論,結論只是結論,在沒能證實之前和假設類似,都只是已有的知識推導出來的結果!時間應該是恆定的、勻速的、不可改變的一個參照概念,至於那些由於黑洞也好,假設的超光速等等暫時無法解釋的東西,請不要去變更時間的概念,公式計算結果並不能說明公式一定正確!盲目的認為公式一定正確,結果只能去修改時間!這不合理.......


nicefox


我個人理解是這樣的,光速是一個長度單位,但是時間是一個時間單位,根本不在一個緯度裡。

如果你的速度可以超過光速,那麼你拿手電筒向天上照,可以提前在光線的畢竟之路上等光線通過,或則一直跟著那道光線,但是你已經不是在當初的位置了。

雖然那道光線還是那道光線,但是如果你再回到原來的位置,那道光線還會存在嗎?

你的時間我來珍惜——可星

喜歡喝茶的朋友可以私聊我。


分享到:


相關文章: