03.07 太阳发出的光达到地球约8分钟,但按照狭义相对论太阳的光应该瞬息到达,哪个正确?

飞翔的翅膀32567256


相对论指出,时间并非是绝对的,对于同一起事件的发生,不同参照系测出的时间间隔是不同的。以太阳表面发出的光传播到地球上为例,如果从地球参照系看来,这个时间大约是8分钟;如果光速参照系存在的话,对于光本身来说,这个过程是瞬间完成的,不需要时间。不同参照系会有不同的时间认知,不能说哪个参照系是正确的,哪个参照系是错误的,没有哪个参照系显得更为优越,这就是时间的相对性。

但需要注意的是,光速参照系是不可能存在的,因为只有那些无静质量的东西才能以光速运动。根据狭义相对论,速度越接近光速的参照系,时间流逝速率越趋于零,但这并不能推导出存在一种时间静止的光速参照系。

关于题主的这个问题,可以用另一个例子来说明。假如宇宙飞船以光速的99.99998%的速度从地球飞到比邻星,对于地球参照系来说,这段旅程的飞行距离约为4.3光年,飞行时间约为4.3年;但对于飞船系来说,这段旅程的飞行时间只有一天。两个参照系都没有错,只是因为时间是相对的。


火星一号


恰恰相反,狭义相对论明确要求,光速不变,或者说得更严谨一点,在惯性系中真空光速不变,即大约每秒30万公里。所以,首先光速有个上限,其次它还不受速度合成公式影响,比如,一个以0.5光速运动的物体上,发出一道光,这道光不论是顺着物体运动方向发射还是逆着运动方向发射,这道光的光速不变。


也正是狭义相对论做出了这样的假设,才导致自此之后超光速才成了一个有趣的问题。如果超光速是真实存在的,那么狭义相对论就肯定错了。


只不过,人们反复琢磨的各种超光速,最终都发现它们要么是虚假的,比如用激光笔对着月球晃,月球上的光斑移动速度超光速,或者理论上非常幽灵的量子纠缠,它具有超时超距特性,理论上将一对纠缠的粒子放在宇宙两端,只要改变其中任何一个粒子的状态,另一个粒子会同步变化。这种理论推演,最初让爱因斯坦都难以接受,他认为这算是某种超光速。但后来人们发现,这不算超光速,因为在这个过程中,并没有发生任何有效的信息传递。


光是信息的使者,它不仅仅是照耀大地撕裂黑暗带来温暖的阳光,光在整个宇宙中代表着信息的传递者,而由于这个使者的速度有限制,不是无限的,因此牛顿的绝对时空观也就失效了,只有在光到达之处,事物之间才能建立起因果联系。


所以,当光需要八分钟才能到达地球,不仅代表着这段距离的漫长,还表示着这样一件事,假如在你看到这个答案的“同时”太阳突然消失,那么这件事的影响也需要八分钟的时间的来传递,即地球会继续在原来围绕太阳的轨道上运转八分钟,然后才会按切线飞出。

我必须指出,日食的时候,太阳并没有消失,它只是被月球挡住了光路而已^_^


裸猿的故事


两种说法都是正确的。

真空光速c=30万公里/秒,日地距离大约1.5亿公里,太阳光到达地球大约需要八分半钟。在爱因斯坦狭义相对论之前,牛顿的绝对时空观占据主导,当然现在大部分人仍旧认为时间是绝对的,这样在日常生活中也很适用。1905年当爱因斯坦狭义相对论发表后,一切变得不同了,不同参考系的时间流逝速度可能是不同的,与物质本身的运动速度及引力强度(广义相对论)有关,这就是相对论的时间膨胀效应。如下公式:

t可以代表地球上的时间,而可以代表光子运动的时间,当V=c的时候,T呈现无限大。也就是说光子的时间流逝速度为零。甚至是说时间是静止的,既然没有时间那么如果以光速,无论到任何地方都是瞬时的。但是这种推论是毫无意义的,光子没有静止质量可以达到光速,而其他物质是无法达到光速的,也就实现不了时间静止。有静止质量的物质只能无限接近于光速,永远都达不到光速。但是无限接近光速的钟慢效应已经很明显了,所以说狭义相对论给人类未来的星际航行带来了更大的希望。

题主所说的八分钟和瞬时的说法都是正确的,只是站的参考系不同。


科学黑洞,科学爱好者,欢迎你的关注与点评。


科学黑洞


狭义相对论的基本依据是相对性与光速不变,这个题目显然没有理解相对是个什么概念。

在同一个惯性参考系中,时间流逝是一样的,存在统一的时间,但是在不同的惯性参考系中,这个时间的统一性便不存在。即时间是相对于参考系的选择来看的。

狭义相对论中的钟慢效应(时间膨胀效应)是指,运动中的时间流逝变慢,且运动的速度越快,时间流逝就越慢。

不过,有些看法是根据这个效应和公式的外推,比如这两个看法,一个是速度达到光速,时间静止,超过光速,所谓的时光倒流。

这两个看法是狭义相对论中没有说过的,只是想当然的对公式的外推罢了,而且,为什么这两种看法不对呢,因为从公式上来看,并不允许这样做。

但好在题目问的是光,光是没有静质量的,生来就是光速。

来看题目,太阳发出的光线到达地球需要8分20秒,这是事实,因为我们处在地球的参考系中,而非“骑”在光上。

这里就出现了两个参考系,一个是地球参考系,一个是光速参考系(假设存在),相对性原理就是指的是,在不同的惯性系中,时间与空间的相对性。

地球参考系与光速参考系(假设存在),是两个不同的参考系,时间的进程是不一样的,所以,看明白这个之后,就知道题目本身问的就存在问题。


科学船坞


楼主的意思应该是这样的,狭义相对论指出,速度越快,时间相对就越慢,这就是所谓的“时间膨胀”,那么理论上,光已经达到光速了,它的时间不应该停止吗?也就是说光到达地球不需要时间,应该瞬间到达!

其实这种观点是不对的。狭义相对论需要参照系,速度越快时间相对就越慢,这里的“相对”就是要有参照系的意思!

时间变慢并不是运动物体自身的时间变慢,而是相对其他事物变慢了!比如你以高速飞行(相对地球),你自己感觉不到时间变慢了,只是当你相对于地球的时间变慢了而已!地球就是你的参照系。如果有人与你一起飞行,你以他为参照系,当然不会感觉到时间在变慢!

而通常我们所说的太阳光到达地球时间为8分钟,是以地球为参照系的,光以光速飞行,当然不会瞬间到达。如果存在一个能够以光速飞行的物体,以这个物体参照系观看光线到达地球的时间,就会是瞬间到达,但狭义相对论指出,没有任何物体(具有静质量的物体)能达到光速!

所以说,无论以什么为参照系,光都不可能瞬间到达地球,除非以光子本身为参照系。太阳光到达地球需要8分钟当然是正确的,因为基本上我们看万事万物的参照系都会是地球!


宇宙探索


这个问题实质上是对狭义相对论中时间膨胀效应,即钟慢尺缩效应的理解问题。

太阳到地球平均距离1.5亿公里,光速每秒钟30万公里,因此太阳发出的光要经过约500秒钟到达地球,就是8分20秒,这个当然是正确的。

这个速度是观测者看到的速度。根据侠义相对论,时间有膨胀效应,在高速运行的参照系中,会出现尺缩钟慢效应,也就是说空间缩小了,时间变慢了。

这个理论告诉我们,速度越快的运动物体感觉到的时间就会越慢,达到光速,时间就会停止。

这已经不是假设,也不是仅在数学模型中存在的事物,而是经过无数实验证明的一个重要定理。

现代科学的很多方面只有运用这个定律,才能修正经典力学中的一些误差,比如航天、导航、定位等等,如果不运用时间膨胀理论去修正误差,就会失之毫厘,谬之千里。我们现在的所有生活都会变得不准确,不确定。

狭义相对论认为,当物体运行速度等于光速时,时间就会停止,空间就会微缩为一个点,出现零时空。

但光速似乎只是光量子的特权。

因为只有零静止质量的物体才能达到光速,任何具有静止质量的物体都无法达到光速。

即使质子这样质量及其微小的基本粒子,在大型强子对撞机里,用极大的能量催动,也只能无限接近光速,而达不到光速。

光量子的静止质量为零,所以才能在光速中运行。

这就是所谓光速限制或者光速极限原则。

如果有静止质量的物体达到了光速,这个世界的时空就会被撕裂崩溃。

所以题目说的瞬间到达是光速惯性系里物体的感觉,但由于有静止质量的物体无法达到光速,所以这种感觉是不存在的。

只有光子,这种无静止质量的量子,才能实现光速运行。

因此可以想象,光子们如果有感觉的话,它们的时间将是静止的。它们无论到哪里去,其他参照系里的观测者看到它们走了多少年,它自己的感觉都是瞬间发生,时间的秒针还没与动弹就到了。

只有当它们停止下来或者慢下来,时间才会流逝。但它们的本质是永远不停孜孜不倦的奔跑着,直到宇宙天荒地老,它们一直会像刚出生的婴儿,没有长大衰老一分一毫。

所以,太阳光到地球需要500光秒,是我们这些旁观者的时间计量,光子感觉到只有一瞬(实际上没感觉,因为一瞬也要时间)。

但在这个真实的世界里,我们的感觉才更有意义。

时空通讯观点,欢迎讨论点评。


时空通讯


第一个肯定是正确的,至于第二个,描述有点笼统,你的意思应该是光速下时间停止所以太阳光不需要瞬间就到了。

这其实是用了两个参考系,一个是地球参考系,根据光速和距离,能很容易算出太阳光需要8分多钟才能到地球,这个肯定没毛病。

而第二个,光速下瞬间就到,这是用了太阳光自身做参考系,然而光速不能做参考系。。。。所以其实你可以曲线假设以无限接近光速的与太阳光同向运动物体做参考系。此时该物体测量的太阳光也是光速,然后确实会瞬间就到达地球。那是怎么回事?原因很简单,该物体上由于高速运动下的相对论效应,时间变慢了,与此同时空间距离也变短了,两者同比例缩放,而光速正是两者的比值,因此,无论两者怎样变化,光速的值依然是不变。

而以该物体为参考系看到的情况是:在同样的光速下,太阳光用无限短的时间经过了无限短的距离。


星宇飘零2099


看了很多回答者的、也看了包括评论回答者的,很多很多,那位“绝望的海狸鼠”评论“兰天196926837”的,说的就很有意思了,[赞]先点个赞!

其实,都知道,光速对于人(观察主体)来说是:光行进299792458米用时是一秒,可是,假设不是对于人这个观察主体,是对于光速本身来说呢?还是吗?

先说好咱们参与讨论的盆友,在这里不能钻牛角尖——不考虑此刻是谁(我)在提这个问题,因为我本已是观察主体——人!

光速到底怎么解释?好讽刺的“长度”概念,“米”这个概念修改了几次,最后都是用光速来定义的,返回来又计算“光速”?这或许还不能说明啥,我们不去细究了。毕竟光速、距离(空间)、时间他们的由来,不是一句半句话就能解释的了的,哪怕是拿来爱因斯坦他老人家的“相对论”也未必扯的清,因为相对论本身都还有很多值得商榷呢!说道这里,各位盆友千万别以为是本人在这里狂妄言论啊!放心后面会说道的。

科学问题,究其根源,就会触及哲学问题,甚至碰撞宗教、玄学问题。比如,光速目前的定义,是对于“人”这个观察主体而言的,上面我说的——如果不是对于人来说呢?其实我提的这个问题本身牵出来的哲学问题(人、物质宇宙、时间……)比光速问题更复杂化了。

霍金老爷子的《时间简史》也说过,宇宙必须相对于我们“人”来说才有意义,宇宙演化出了人类,人类再反过来认识这个宇宙,时间、空间、物质、人,她们才成了一个有意义的统一体!他的意思是,不能纠结:譬如宇宙诞生之前是什么?譬如没有人类的宇宙是什么?等等,他说,宇宙诞生后才有了时间,“诞生之前”本身是逻辑病句,根本没有时间,何谈“之前”?所以,也不能谈及:本来已经有了人类的宇宙,还去纠结“没有人类……”的问题,因为纠结这一切的本身主体还是“人类”,即我们自己。

说了这么多,不是表示我认同了霍金老爷子的哲学、科学观点!只是为了进一步解析——科学问题往往深究后,其本元、根源或许不再单纯是科学问题!!衍生出来的逻辑问题、非逻辑问题更多、更复杂!

说回相对论里“光速问题”这个主题吧。对于光本身来说,或许它走的“路线”,真不是我们看上去的“路线”,我们在数学理论里都理想的认为有真正的“直线”,空间也那么的“平直”,可实际呢?空间本身都是弯曲的、和物质一起(一体)柔韧着……

物质也包括光子!!!我们为何觉得光速不变?它和我们的意识、意念是否波动(震动)频率很相近?就如,你睁着眼睛使劲对着周围环境摇头,同时在你看来是:环境大幅度的“晃动”,其实呢是你在摇头,在你大脑内一种联系视觉神经的一种“液体”组织在影响脑垂体,这种像液体一样的东西的晃动幅度正是同步了你眼前环境的“晃动”的,以致导致你的视觉认为周围环境在“晃动”。所以,我们认识的宇宙空间大小、物质的宏观和微观的运动、时间的流逝,是否也是我们意识背后一种经验性的“晃动”?当然包括光速运动!

最后可以说回光速从太阳到地球了,在人看来,还是8分钟,或许没错!没办法啊,这是我们大脑里早已形成的空间距离概念、时间概念、速度概念的“经验性”,它来自你,却和宇宙一同诞生、来历!但是了,对于光本身,或许就不是了,或许压根就没有所谓的“距离”、也并不存在“时间”。这也不违背相对论。理论上说,你能以光速运动,你的时间就会趋以停止。这并不是对相对论粗略的理解,而是从物质微观也可以去解释,当一个时钟(物体)的物质以光速运动,微观结构一切都会变化,电子绕核运动、质子和中子结构等等……最后这个时钟不再有所谓的“时间”。这里这一段无法细说,太复杂了。感兴趣的盆友可以去网络查资料!

至于相对论的“商榷”,下面开始说,写得好累了,简单说了,同时这个说明也可继续解释光运动本身或者不是我们所看上去、认识的“运动”!有点绕了,简单粗暴的说人话,应该是说:光也许没运动,时间更没有前后,压根没时间这东西!为何?如果把双缝实验放大到宇宙光年的级别,人类真还有过一次这样的机会!望远镜看到几十亿光年外一个星系图像,从观察结果得知:因为路途中间经过了大质量天体,光线就形成了那种引力透镜的效果图像,这是从观察的结果来说的,这都没啥奇怪得。

问题是,是你开始去观察那一瞬,光子才瞬间确定了走哪一条路线以致于来到你的眼中(注明,这里讲的不是特别清楚、也不是那么通俗易懂,有兴趣的盆友可以去参考著名的“双缝实验”),要知道:这是我们看来几十亿光年的距离,光已经走了几十亿年了,怎么可能在一瞬间因为知道你的观察,它才“改变”、“确定”走那一条路线?问题是几十亿年过去了,即使光子再快也来不及啊?难道是时间倒流?还是说:其实未来可以改变现在?也可以改变过去?听上去怎么没逻辑可言了?时间先后都遭到了颠覆,何来所谓的“逻辑”?呵呵

所以,今天的“科学”才哪儿跟哪儿?解释宇宙、人生还不到1%吧!更别说总拿那丁点儿已知的经典科学去解释未知的问题了。






1隐者


我求求你们不要整天胡说八道了行不行。

如果不知道相对论是啥,请读书。请学习电动力学,请阅读正规出版物。

如果正规出版物你看不懂,电动力学基础知识都没有,洛伦兹变化是个啥都看不懂,那么我建议你放下书,走出去,随便找个地方吃点啥好吃的,打一局王者荣耀或者去玩个吃鸡。

真的,看不懂就老老实的吃吃喝喝,吃好吃的满足了你的食物,玩游戏多痛快,你这也算是活的有价值。

但是本来就不懂, 也不去看书学习,却非要整天胡说八道,造谣生事,一天天发一些没有意义胡说八道的问题,你这是浪费生命知道吗。

珍惜生命,珍惜智商,不要整天脑子浆糊,乱成一锅粥还要胡说八道。


shawn25


太阳和地球的平均距离约1.5亿公里,光速约每秒30万公里,在此前提下,地球上的人看到的光,实际上是8分20秒太阳发出的光。

按照题主的意思,从狭义相对论考虑“由于速度越快时间越慢,当速度接近光速时,时间近乎停滞”。但这个结论是有前提条件的,它只针对具有静止质量的物体,而光子没有静止质量。换句话说,你不能在光子上面设立参考系,于是这个题目中的“瞬息到达”也就不存在了。

在狭义相对论中,相对速度是个很重要的点,几乎所有结论都是围绕这个核心才成立的,如果两个参考系不存在相对运动,那么它们之间的结论就是纯粹的经典力学中的关系,而一旦存在相对运动,并且还是相对速度很高的情况下,我们必须考虑狭义相对论,否则结论的差异将会非常大。

期待您的点评和关注哦!


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