03.07 太陽發出的光達到地球約8分鐘,但按照狹義相對論太陽的光應該瞬息到達,哪個正確?

飛翔的翅膀32567256


相對論指出,時間並非是絕對的,對於同一起事件的發生,不同參照系測出的時間間隔是不同的。以太陽表面發出的光傳播到地球上為例,如果從地球參照系看來,這個時間大約是8分鐘;如果光速參照系存在的話,對於光本身來說,這個過程是瞬間完成的,不需要時間。不同參照系會有不同的時間認知,不能說哪個參照系是正確的,哪個參照系是錯誤的,沒有哪個參照系顯得更為優越,這就是時間的相對性。

但需要注意的是,光速參照系是不可能存在的,因為只有那些無靜質量的東西才能以光速運動。根據狹義相對論,速度越接近光速的參照系,時間流逝速率越趨於零,但這並不能推導出存在一種時間靜止的光速參照系。

關於題主的這個問題,可以用另一個例子來說明。假如宇宙飛船以光速的99.99998%的速度從地球飛到比鄰星,對於地球參照系來說,這段旅程的飛行距離約為4.3光年,飛行時間約為4.3年;但對於飛船系來說,這段旅程的飛行時間只有一天。兩個參照系都沒有錯,只是因為時間是相對的。


火星一號


恰恰相反,狹義相對論明確要求,光速不變,或者說得更嚴謹一點,在慣性系中真空光速不變,即大約每秒30萬公里。所以,首先光速有個上限,其次它還不受速度合成公式影響,比如,一個以0.5光速運動的物體上,發出一道光,這道光不論是順著物體運動方向發射還是逆著運動方向發射,這道光的光速不變。


也正是狹義相對論做出了這樣的假設,才導致自此之後超光速才成了一個有趣的問題。如果超光速是真實存在的,那麼狹義相對論就肯定錯了。


只不過,人們反覆琢磨的各種超光速,最終都發現它們要麼是虛假的,比如用激光筆對著月球晃,月球上的光斑移動速度超光速,或者理論上非常幽靈的量子糾纏,它具有超時超距特性,理論上將一對糾纏的粒子放在宇宙兩端,只要改變其中任何一個粒子的狀態,另一個粒子會同步變化。這種理論推演,最初讓愛因斯坦都難以接受,他認為這算是某種超光速。但後來人們發現,這不算超光速,因為在這個過程中,並沒有發生任何有效的信息傳遞。


光是信息的使者,它不僅僅是照耀大地撕裂黑暗帶來溫暖的陽光,光在整個宇宙中代表著信息的傳遞者,而由於這個使者的速度有限制,不是無限的,因此牛頓的絕對時空觀也就失效了,只有在光到達之處,事物之間才能建立起因果聯繫。


所以,當光需要八分鐘才能到達地球,不僅代表著這段距離的漫長,還表示著這樣一件事,假如在你看到這個答案的“同時”太陽突然消失,那麼這件事的影響也需要八分鐘的時間的來傳遞,即地球會繼續在原來圍繞太陽的軌道上運轉八分鐘,然後才會按切線飛出。

我必須指出,日食的時候,太陽並沒有消失,它只是被月球擋住了光路而已^_^


裸猿的故事


兩種說法都是正確的。

真空光速c=30萬公里/秒,日地距離大約1.5億公里,太陽光到達地球大約需要八分半鐘。在愛因斯坦狹義相對論之前,牛頓的絕對時空觀佔據主導,當然現在大部分人仍舊認為時間是絕對的,這樣在日常生活中也很適用。1905年當愛因斯坦狹義相對論發表後,一切變得不同了,不同參考系的時間流逝速度可能是不同的,與物質本身的運動速度及引力強度(廣義相對論)有關,這就是相對論的時間膨脹效應。如下公式:

t可以代表地球上的時間,而可以代表光子運動的時間,當V=c的時候,T呈現無限大。也就是說光子的時間流逝速度為零。甚至是說時間是靜止的,既然沒有時間那麼如果以光速,無論到任何地方都是瞬時的。但是這種推論是毫無意義的,光子沒有靜止質量可以達到光速,而其他物質是無法達到光速的,也就實現不了時間靜止。有靜止質量的物質只能無限接近於光速,永遠都達不到光速。但是無限接近光速的鐘慢效應已經很明顯了,所以說狹義相對論給人類未來的星際航行帶來了更大的希望。

題主所說的八分鐘和瞬時的說法都是正確的,只是站的參考系不同。


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科學黑洞


狹義相對論的基本依據是相對性與光速不變,這個題目顯然沒有理解相對是個什麼概念。

在同一個慣性參考系中,時間流逝是一樣的,存在統一的時間,但是在不同的慣性參考系中,這個時間的統一性便不存在。即時間是相對於參考系的選擇來看的。

狹義相對論中的鐘慢效應(時間膨脹效應)是指,運動中的時間流逝變慢,且運動的速度越快,時間流逝就越慢。

不過,有些看法是根據這個效應和公式的外推,比如這兩個看法,一個是速度達到光速,時間靜止,超過光速,所謂的時光倒流。

這兩個看法是狹義相對論中沒有說過的,只是想當然的對公式的外推罷了,而且,為什麼這兩種看法不對呢,因為從公式上來看,並不允許這樣做。

但好在題目問的是光,光是沒有靜質量的,生來就是光速。

來看題目,太陽發出的光線到達地球需要8分20秒,這是事實,因為我們處在地球的參考系中,而非“騎”在光上。

這裡就出現了兩個參考系,一個是地球參考系,一個是光速參考系(假設存在),相對性原理就是指的是,在不同的慣性系中,時間與空間的相對性。

地球參考系與光速參考系(假設存在),是兩個不同的參考系,時間的進程是不一樣的,所以,看明白這個之後,就知道題目本身問的就存在問題。


科學船塢


樓主的意思應該是這樣的,狹義相對論指出,速度越快,時間相對就越慢,這就是所謂的“時間膨脹”,那麼理論上,光已經達到光速了,它的時間不應該停止嗎?也就是說光到達地球不需要時間,應該瞬間到達!

其實這種觀點是不對的。狹義相對論需要參照系,速度越快時間相對就越慢,這裡的“相對”就是要有參照系的意思!

時間變慢並不是運動物體自身的時間變慢,而是相對其他事物變慢了!比如你以高速飛行(相對地球),你自己感覺不到時間變慢了,只是當你相對於地球的時間變慢了而已!地球就是你的參照系。如果有人與你一起飛行,你以他為參照系,當然不會感覺到時間在變慢!

而通常我們所說的太陽光到達地球時間為8分鐘,是以地球為參照系的,光以光速飛行,當然不會瞬間到達。如果存在一個能夠以光速飛行的物體,以這個物體參照系觀看光線到達地球的時間,就會是瞬間到達,但狹義相對論指出,沒有任何物體(具有靜質量的物體)能達到光速!

所以說,無論以什麼為參照系,光都不可能瞬間到達地球,除非以光子本身為參照系。太陽光到達地球需要8分鐘當然是正確的,因為基本上我們看萬事萬物的參照系都會是地球!


宇宙探索


這個問題實質上是對狹義相對論中時間膨脹效應,即鐘慢尺縮效應的理解問題。

太陽到地球平均距離1.5億公里,光速每秒鐘30萬公里,因此太陽發出的光要經過約500秒鐘到達地球,就是8分20秒,這個當然是正確的。

這個速度是觀測者看到的速度。根據俠義相對論,時間有膨脹效應,在高速運行的參照系中,會出現尺縮鐘慢效應,也就是說空間縮小了,時間變慢了。

這個理論告訴我們,速度越快的運動物體感覺到的時間就會越慢,達到光速,時間就會停止。

這已經不是假設,也不是僅在數學模型中存在的事物,而是經過無數實驗證明的一個重要定理。

現代科學的很多方面只有運用這個定律,才能修正經典力學中的一些誤差,比如航天、導航、定位等等,如果不運用時間膨脹理論去修正誤差,就會失之毫釐,謬之千里。我們現在的所有生活都會變得不準確,不確定。

狹義相對論認為,當物體運行速度等於光速時,時間就會停止,空間就會微縮為一個點,出現零時空。

但光速似乎只是光量子的特權。

因為只有零靜止質量的物體才能達到光速,任何具有靜止質量的物體都無法達到光速。

即使質子這樣質量及其微小的基本粒子,在大型強子對撞機裡,用極大的能量催動,也只能無限接近光速,而達不到光速。

光量子的靜止質量為零,所以才能在光速中運行。

這就是所謂光速限制或者光速極限原則。

如果有靜止質量的物體達到了光速,這個世界的時空就會被撕裂崩潰。

所以題目說的瞬間到達是光速慣性系裡物體的感覺,但由於有靜止質量的物體無法達到光速,所以這種感覺是不存在的。

只有光子,這種無靜止質量的量子,才能實現光速運行。

因此可以想象,光子們如果有感覺的話,它們的時間將是靜止的。它們無論到哪裡去,其他參照系裡的觀測者看到它們走了多少年,它自己的感覺都是瞬間發生,時間的秒針還沒與動彈就到了。

只有當它們停止下來或者慢下來,時間才會流逝。但它們的本質是永遠不停孜孜不倦的奔跑著,直到宇宙天荒地老,它們一直會像剛出生的嬰兒,沒有長大衰老一分一毫。

所以,太陽光到地球需要500光秒,是我們這些旁觀者的時間計量,光子感覺到只有一瞬(實際上沒感覺,因為一瞬也要時間)。

但在這個真實的世界裡,我們的感覺才更有意義。

時空通訊觀點,歡迎討論點評。


時空通訊


第一個肯定是正確的,至於第二個,描述有點籠統,你的意思應該是光速下時間停止所以太陽光不需要瞬間就到了。

這其實是用了兩個參考系,一個是地球參考系,根據光速和距離,能很容易算出太陽光需要8分多鐘才能到地球,這個肯定沒毛病。

而第二個,光速下瞬間就到,這是用了太陽光自身做參考系,然而光速不能做參考系。。。。所以其實你可以曲線假設以無限接近光速的與太陽光同向運動物體做參考系。此時該物體測量的太陽光也是光速,然後確實會瞬間就到達地球。那是怎麼回事?原因很簡單,該物體上由於高速運動下的相對論效應,時間變慢了,與此同時空間距離也變短了,兩者同比例縮放,而光速正是兩者的比值,因此,無論兩者怎樣變化,光速的值依然是不變。

而以該物體為參考系看到的情況是:在同樣的光速下,太陽光用無限短的時間經過了無限短的距離。


星宇飄零2099


看了很多回答者的、也看了包括評論回答者的,很多很多,那位“絕望的海狸鼠”評論“蘭天196926837”的,說的就很有意思了,[贊]先點個贊!

其實,都知道,光速對於人(觀察主體)來說是:光行進299792458米用時是一秒,可是,假設不是對於人這個觀察主體,是對於光速本身來說呢?還是嗎?

先說好咱們參與討論的盆友,在這裡不能鑽牛角尖——不考慮此刻是誰(我)在提這個問題,因為我本已是觀察主體——人!

光速到底怎麼解釋?好諷刺的“長度”概念,“米”這個概念修改了幾次,最後都是用光速來定義的,返回來又計算“光速”?這或許還不能說明啥,我們不去細究了。畢竟光速、距離(空間)、時間他們的由來,不是一句半句話就能解釋的了的,哪怕是拿來愛因斯坦他老人家的“相對論”也未必扯的清,因為相對論本身都還有很多值得商榷呢!說道這裡,各位盆友千萬別以為是本人在這裡狂妄言論啊!放心後面會說道的。

科學問題,究其根源,就會觸及哲學問題,甚至碰撞宗教、玄學問題。比如,光速目前的定義,是對於“人”這個觀察主體而言的,上面我說的——如果不是對於人來說呢?其實我提的這個問題本身牽出來的哲學問題(人、物質宇宙、時間……)比光速問題更復雜化了。

霍金老爺子的《時間簡史》也說過,宇宙必須相對於我們“人”來說才有意義,宇宙演化出了人類,人類再反過來認識這個宇宙,時間、空間、物質、人,她們才成了一個有意義的統一體!他的意思是,不能糾結:譬如宇宙誕生之前是什麼?譬如沒有人類的宇宙是什麼?等等,他說,宇宙誕生後才有了時間,“誕生之前”本身是邏輯病句,根本沒有時間,何談“之前”?所以,也不能談及:本來已經有了人類的宇宙,還去糾結“沒有人類……”的問題,因為糾結這一切的本身主體還是“人類”,即我們自己。

說了這麼多,不是表示我認同了霍金老爺子的哲學、科學觀點!只是為了進一步解析——科學問題往往深究後,其本元、根源或許不再單純是科學問題!!衍生出來的邏輯問題、非邏輯問題更多、更復雜!

說回相對論裡“光速問題”這個主題吧。對於光本身來說,或許它走的“路線”,真不是我們看上去的“路線”,我們在數學理論裡都理想的認為有真正的“直線”,空間也那麼的“平直”,可實際呢?空間本身都是彎曲的、和物質一起(一體)柔韌著……

物質也包括光子!!!我們為何覺得光速不變?它和我們的意識、意念是否波動(震動)頻率很相近?就如,你睜著眼睛使勁對著周圍環境搖頭,同時在你看來是:環境大幅度的“晃動”,其實呢是你在搖頭,在你大腦內一種聯繫視覺神經的一種“液體”組織在影響腦垂體,這種像液體一樣的東西的晃動幅度正是同步了你眼前環境的“晃動”的,以致導致你的視覺認為周圍環境在“晃動”。所以,我們認識的宇宙空間大小、物質的宏觀和微觀的運動、時間的流逝,是否也是我們意識背後一種經驗性的“晃動”?當然包括光速運動!

最後可以說回光速從太陽到地球了,在人看來,還是8分鐘,或許沒錯!沒辦法啊,這是我們大腦裡早已形成的空間距離概念、時間概念、速度概念的“經驗性”,它來自你,卻和宇宙一同誕生、來歷!但是了,對於光本身,或許就不是了,或許壓根就沒有所謂的“距離”、也並不存在“時間”。這也不違背相對論。理論上說,你能以光速運動,你的時間就會趨以停止。這並不是對相對論粗略的理解,而是從物質微觀也可以去解釋,當一個時鐘(物體)的物質以光速運動,微觀結構一切都會變化,電子繞核運動、質子和中子結構等等……最後這個時鐘不再有所謂的“時間”。這裡這一段無法細說,太複雜了。感興趣的盆友可以去網絡查資料!

至於相對論的“商榷”,下面開始說,寫得好累了,簡單說了,同時這個說明也可繼續解釋光運動本身或者不是我們所看上去、認識的“運動”!有點繞了,簡單粗暴的說人話,應該是說:光也許沒運動,時間更沒有前後,壓根沒時間這東西!為何?如果把雙縫實驗放大到宇宙光年的級別,人類真還有過一次這樣的機會!望遠鏡看到幾十億光年外一個星系圖像,從觀察結果得知:因為路途中間經過了大質量天體,光線就形成了那種引力透鏡的效果圖像,這是從觀察的結果來說的,這都沒啥奇怪得。

問題是,是你開始去觀察那一瞬,光子才瞬間確定了走哪一條路線以致於來到你的眼中(註明,這裡講的不是特別清楚、也不是那麼通俗易懂,有興趣的盆友可以去參考著名的“雙縫實驗”),要知道:這是我們看來幾十億光年的距離,光已經走了幾十億年了,怎麼可能在一瞬間因為知道你的觀察,它才“改變”、“確定”走那一條路線?問題是幾十億年過去了,即使光子再快也來不及啊?難道是時間倒流?還是說:其實未來可以改變現在?也可以改變過去?聽上去怎麼沒邏輯可言了?時間先後都遭到了顛覆,何來所謂的“邏輯”?呵呵

所以,今天的“科學”才哪兒跟哪兒?解釋宇宙、人生還不到1%吧!更別說總拿那丁點兒已知的經典科學去解釋未知的問題了。






1隱者


我求求你們不要整天胡說八道了行不行。

如果不知道相對論是啥,請讀書。請學習電動力學,請閱讀正規出版物。

如果正規出版物你看不懂,電動力學基礎知識都沒有,洛倫茲變化是個啥都看不懂,那麼我建議你放下書,走出去,隨便找個地方吃點啥好吃的,打一局王者榮耀或者去玩個吃雞。

真的,看不懂就老老實的吃吃喝喝,吃好吃的滿足了你的食物,玩遊戲多痛快,你這也算是活的有價值。

但是本來就不懂, 也不去看書學習,卻非要整天胡說八道,造謠生事,一天天發一些沒有意義胡說八道的問題,你這是浪費生命知道嗎。

珍惜生命,珍惜智商,不要整天腦子漿糊,亂成一鍋粥還要胡說八道。


shawn25


太陽和地球的平均距離約1.5億公里,光速約每秒30萬公里,在此前提下,地球上的人看到的光,實際上是8分20秒太陽發出的光。

按照題主的意思,從狹義相對論考慮“由於速度越快時間越慢,當速度接近光速時,時間近乎停滯”。但這個結論是有前提條件的,它只針對具有靜止質量的物體,而光子沒有靜止質量。換句話說,你不能在光子上面設立參考系,於是這個題目中的“瞬息到達”也就不存在了。

在狹義相對論中,相對速度是個很重要的點,幾乎所有結論都是圍繞這個核心才成立的,如果兩個參考系不存在相對運動,那麼它們之間的結論就是純粹的經典力學中的關係,而一旦存在相對運動,並且還是相對速度很高的情況下,我們必須考慮狹義相對論,否則結論的差異將會非常大。

期待您的點評和關注哦!


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