一個以光速運行的人穿越銀河系需要多長時間?

現在科學界根據觀測,將銀河系直徑由原來的10萬光年調整為20萬光年。如果一個物體以光速移動,橫穿銀河系的時間度標,在不同的座標系中會出現完全不同的結果,從地球觀測者來看,需要20萬年時間,但在光速參照系裡的人卻感覺不到時間的流逝。

一個以光速運行的人穿越銀河系需要多長時間?

愛因斯坦相對論已經提出100多年了,無數事實證明了這種假設的正確性,越來越多的觀測證據證明了相對論提出的各種預言,如時空彎曲、黑洞、引力透鏡、時間膨脹、光速極限等等。因此相對論成為現代物理學的核心思想,光速性質和理論又是相對論或現代物理學的最重要基礎。

光速真成了人們心中的一道坎了,現在再重申一遍:任何物體,包括人是達不到光速的,這是相對論光速不變原理的限制(除非證明這個原理是錯誤的,但到目前為止還沒有),狹義相對論就是以這個原理和相對性原理為基礎建立起來的,所以狹義相對論的一些結論公式也體現出了這種限制,比如說相對論的質量效應公式

一個以光速運行的人穿越銀河系需要多長時間?

研究表明,速度的質增效應越到後來越大,一個物體達到光速的10%時,質量只增加0.5%,當速度達到86.6%時,質量就會增加一倍。

隨著物質運行速度的加快,催動速度提升所需能量會越來越大,當速度趨近光速時,動質量提升效應呈指數級上升,速度無限接近光速時,質量趨向無限大,催動物質提速的能量同樣趨於無限大。

一個以光速運行的人穿越銀河系需要多長時間?

科學家們在美國伊利諾伊州Batawia費米實驗室的Tevtron加速器中對質子進行提速實驗,在質子速度達到光速99%的基礎上,增加了100倍的能量,質子速度僅提升到光速的99.99995%,永遠也提高不了那1%。

根據速度時間膨脹公式計算,飛船達到光速99.99%時,飛船裡的人過了一年,地球上觀察者就過了70年,這樣飛船乘員要過2857年才能夠穿越銀河系;如果速度達到了99.999999999999%光速時,飛船上乘員過一年,地球觀測者就過了707萬年,這樣只需0.028年就可以穿越銀河系,也就是穿越銀河系需要10.33天。

一個以光速運行的人穿越銀河系需要多長時間?

在地球觀察者來說,這人正在進行幾十萬年、甚至幾百億年的漫長飛行。這當然是理想的速度,只要10天就能夠穿越銀河系,人類就可以在星系之間翱翔了。


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