03.07 有人根據愛因斯坦“相對論”說坐在光速飛船裡的人會感覺時間是靜止或會變慢,你信嗎?

宏樂183


其實有這種想法的人,是對相對論有誤解,實際上,相對論可導不出這樣的結果。那真實的結果到底是什麼呢?

不過,在這之前,我還是先強調一下,實際上光速飛船是不存在的,因為物質,信息,能量的極限速度是光速,想要把靜止質量不為零的物質加速到光速,可能需要的是無限大的能量。不過,我們就先假設可以做到這一點。那會發生什麼呢?

我們要擺正一個想法。時間的流逝對於每個人來說,感受是一樣的。就拿飛船裡的人來說,他平時1小時看1本書,做飛船裡也還是這樣。所以,高速狀態下,並不是讓自己感受到的速度變慢了。

那到底是什麼變慢了?

這裡我們就需要搞清楚,時間到底是什麼。其實我們很難對時間進行暴力定義。但是,物理學裡不僅僅有純粹的定義,還有測量定義法,意思就是說,我知道時間是啥,但我可以測量時間。而根據測量定義法,我們知道時間其實是週期性變化的事情。我們計時的工具其實都是用到的這個原理。比如:古人看一個晝夜就是一天,月球繞地球一圈就是一月。鐘擺擺動一個週期,就是1秒。還有我們帶的手錶,其實應該的就是週期性的振動。

知道了這個道理,我們來看一個奇妙的現象。還是說剛才的例子,假設地面上有個人看著,飛船從空中掠過,飛船內有個鍾,為了方便理解,我們假設這是一個光鍾,它上下一個來回是1秒。這裡要強調一下,這樣的計時方式其實和鐘擺,手錶是類似的。

那這時候,飛船裡的人看到的時間變化,就是光鍾一上一下,而地面上的人,看到的則是斜線。要知道,狹義相對論中,光速是不變的(至少這條假設目前還沒有被打破)。所以,其實地面上的人看到的1秒和飛船上的人看到的是不同的。

也就是說,飛船上的人感受到的還是1秒,但地面上的人是感受到的是大於1秒,我們這裡就假設2秒。

那具體會發生什麼呢?如果飛船上的人在做廣播體操,那地面上的人看到的就是慢了兩倍速的慢動作廣播體操。這裡可以再補充一點。實際上,如果這個時候飛船上的人看地面上的人也在做廣播體操,其實也是慢了兩倍速的慢動作廣播體操,這是因為運動時相對的。地面上的人相對於飛船來說,也是在高速運動的。

所以,其實所謂的時間膨脹效應,不是說,高速運動狀態下的人感受到的時間變慢了,而是飛創所相對於的慣性參考系下的觀察者看到的飛船內發生了時間膨脹,因此,我們在研究運動時,要搞清楚具體是選取誰為參考系。這個誤區其實要搞搞清楚才對。

最後,我想說的是,很多人反相對論,其實這都是沒有問題的,畢竟質疑才能使科學進步。不過,並不是說,可以隨意質疑,質疑至少要拿出證據,比如說:光速不變原理是很多人無法接受的一個現實。如果你要質疑它,其實是應該找到反例,直接對它進行證偽才是正確的做法,而不是說,這和你想象的不一樣,它就錯了,如果只是這樣,那隻能說這個理論很複雜,你沒能搞懂罷了。

相對論很多人無法接受其實也是有原因的,我們生活在一個宏觀低速的世界裡,在這個世界裡,牛頓理論就足夠用了,一個簡單的速度疊加公式就可以用得很好。就比如下面這個,我們就很順手的計算出,地面觀察者看到的速度是10+5=15。而且你去測,結果也確實是這樣。

這很符合我們的嘗試。而相對論適用範圍很廣,它不僅可以用在宏觀低速,同樣也可以用在高速或者引力大的尺度上。就還拿上面的例子,其實相對論也有個速度公式:

如果,我們帶進去算,結果就是(10+5)/(1+50/9*10^16)約等於15m/s,它和牛頓框架下計算出來的結果在小數點15位才有點差異,這種微小的變化,我們的測量儀器是很難能測的出來的。所以,某種程度上說,其實牛頓力學是愛因斯坦相對論在宏觀低速下的一種近似。

當速度變得很快很快時,其實牛頓力學的缺點就會暴露出來,誤差會變的越來越大,而這個時候就得用愛因斯坦的相對論在解決問題。所以,很多人之所以認可牛頓力學,而無法接受相對論,問題就出現在了被自己生活的世界所侷限。

因此,不要被眼前的生活所欺騙,只有跳出自己的生活,才能夠更深刻地理解世界。

鍾銘聊科學


問題中的觀點只說對了一半,愛因斯坦的狹義相對論確實表明速度會讓時間變慢,如果你能達到光速,時間會靜止,但這一切都不是絕對的,而是相對論!

什麼意思?

速度越快時間越慢,並不是說如果你速度足夠快就能活得更久,比如說你以99%光速的速度飛行,你自己不會感覺你的新陳代謝變慢了,你的呼吸並沒有變慢,同樣你的心跳速度也不會變慢!

變慢只是相對別人(比如說地球上的我)來說,如果我能看到你以99%的速度飛行,我看你的時間流逝變慢了,相反如果你能看到地球上的我,你會感覺我的一切都像是播放電影時按了快進鍵一樣變快了!

而如果你永遠不返回地球,無論你以多高的速度飛行,你的一生與在地球上的一生並沒有多大區別,你仍會在80歲左右(也就是地球上人的評論壽命)死去!

而只有你返回地球的那一刻,才能真正體驗到你的時間變慢了,這種變慢是通過對比感受出來的,你會發現你的朋友早已老去甚至死去,甚至你的孩子都會比你老!

而這就是牛頓絕對時空觀與愛因斯坦相對時空觀最大的區別,相對時空觀也表明了,嚴格來講我們每個人都處於不同的時空裡,每個人的時間流逝速度都不一樣,因為影響時間的不僅僅有速度,還有引力。只不過平時生活中這種差異實在太小了,直接可以忽略不計!


宇宙探索


我相信!

愛因斯坦在當時曾用原子鐘做了一個實驗,原子鐘在當時是世界上最精準的鐘表,用兩個這樣的原子鐘,一個放在原地,一個放在飛機上,當飛機飛出一圈回來後,人們發現飛機上的時間比原地上的慢了,所以,理論上講,人乘坐飛機是可以長壽的,但實際上科學家們算過,就算人一輩子在飛機上不下來,也只能賺得零點幾秒的壽命。

前段時間在網上流行說人們發現中微子可以實現超光速運行,後來被P了,說實驗有誤,看來,人類要想真正認識、體驗時間的穿梭還需要很長的路要走!


玻璃樽190601


兩個悖論!

狹相一一車輪悖論! 比如說,大地上跑著一列火車。火車(設為A慣性系)、大地(設為B慣性系)。再假設火車速度為0.5C(C為光速,C=300000000m/s)。火車每個車輪周長為1.5m。火車上有一個10ns(納秒)鍾,每10ns,該鐘指針轉一圈。 如按牛頓力學:無論對於A系(火車)或B系(大地):每過10ns,鍾(指針)與車輪都同轉一圈,按車輪周長算:火車向前行走1.5m。也就是火車速度都是0.5C,無問題。 可是,假如按照狹義相對論,對A系觀察者速度無問題(V=0.5C),而對B系觀察者:按照相對時間公式計算,對於B系(大地)觀察者:自己時間每過11.547ns,火車上的鐘(指針)與車輪才能轉一圈(對B系觀察者:A系時間慢,A系鍾只能走10ns),由於實際車輪1.5m的周長限制,火車在11.547ns(B系時間)時間內,最多走1.5m。而1.5m除以11.547ns,這速度不等於而是小於0.5C(1.5m/10ns=0.5C)了,速度對不上帳了!這就等於對狹相公式構成悖論!

總結:狹義相對論說,對於B系(大地)觀察者來說,對方(A系)的時間慢了,既A繫上的10納秒鐘(指針)與車輪都轉的慢了,導致對於B系觀察者,火車速度與原假設的0.5C速度對不上賬了。可由此判定:狹義相對論錯誤!

注:

1、按狹相,對於觀察者來講算速度,要用各自的靜長度和本徵時!如對大地上的觀察者,光在大地上每秒走30萬公里;而對火車上的觀察者,光在火車上每秒走30萬公里!各自用靜長度和本徵時,算速度!這裡的靜長,指觀察者其自己所在慣性系的空間長度!

2、如果換低速問題一樣存在,只是速度差的小而已!

廣相一一高山悖論!

設:在淨高為3000米的高山上,修一個恆溫恆壓室,一個風扇在該室內。在山腳下修一個大型恆溫恆壓車間,發電機在該車間裡發電。可用超導電纜(現在已有生產的了)連接發電機與風扇。恆溫恆壓室、恆溫恆壓車間、超導電纜所用電能由其他電源提供!該發電機發出的電能,帶動風扇不停的轉動。為了簡化分析,假設電路工作在串聯諧振條件下。

根據電工學:

Pt(風扇消耗)+Pt(線路損耗)=Pt(發電機發出),t(時間)必須相等,否則公式不成立!

可以把線損電阻看成負載的一部分:

T(P1+P2)=TP3

說明,P1為風扇功率,P2為線損功率,P3為發電機輸出功率!串聯迴路,電流相同,輸出電壓=含線路電阻的負載電壓,等號兩邊功率必然相等(P=UI)!這樣時間也必須相等,否則公式不成立!

T(P1+P2)=TP3,公式可以分開寫:TP1+TP2=TP3,各時間差也必須相等!

按照廣相,發電機(低海拔)時間慢,電風扇(高海撥)時間快,那麼上述公式就不成立了!所以說廣相違背了電能公式!電能公式是應用公式,這樣錯的只能是廣相!

注:

1、電流:是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。如果高、低處時間不等,豈不違反串聯電路,電流相同的原則。

2、基爾霍夫第一定律,流入某一網絡(或節點)的電流和,等於流出該網絡(或節點)的電流和!

3、電風扇也可換為發熱純電阻或電燈。

4、發電機、風扇的位置也可以互換分析!


香菸飄渺35


理解完全錯誤!

相對論中時間相對性指的是:

在慣性系內,你作為觀測者,觀察一艘高速(勻速直線)飛船,你會發現它的時鐘比自己的慢。

而在飛船中的人(觀測者),他處於自己的慣性系,他不會感到任何異常,因為那個參考系內的一切物質,包括原子夸克,當然也包括由基本粒子構成的生物鐘,都符合一致性,無所謂快和慢。

請注意“相對性”這個詞!時間並非絕對概念。你覺得飛船裡的時鐘變慢,與此同時,飛船裡的人觀測你時也會覺得你的時鐘變慢!這就是幾乎所有相對論佯謬的來歷,都源於完全沒有理解“相對性”一詞。

兩個不同參考系的觀測者,不可能就雙方的時鐘達成一致,否則就意味著存在“絕對時間”了,這正是狹義相對論一開篇就否定的。

二者唯一的“對錶”方式時回到同一參考系,但此時其中一方或兩方必然要經歷加減速過程,這就超出了狹義相對論的範疇。具體的計算就必須依賴廣義相對論來完成。


帖木兒


狹義相對論是有問題的,因為它的理論和數學基礎——洛倫茲變換就是錯誤的。

論文已經寫出來了,正在等待外審,等待結果。





五龍山山舞龍


先回答觀點:

既然知道相對論,就該知道飛船達不到光速。就算飛船可以達到光速,飛船裡的人也感覺不到時間靜止或者變慢。相對論,相對論,說的是相對的問題。不是自己感覺怎麼樣,而是你在別人看來,你怎麼樣了。不管你多快,你的表永遠1秒是1秒,除非沒電了,要不停不下來。

為什麼飛船達不到光速?狹義相對論質增效應

動質量m 靜質量m0 光速c=30萬km/s

低速狀態v太小,c太大,所以v^2/c^2非常非常小,可以忽略不記了,所以m=m0

當v接近光速時,

v = c/2 m = 1.2 m0

v = 0.9c m = 2.3 m0

v = 0.99c m = 7.1 m0

說明飛船的速度越接近光速,加速度越大,動質量越大,使其加速的能量就要越大。

當v=c時,分母為0,

根據數學洛必達法則,0/0型不定型極限,要求分子必須為0才能成立,即靜質量m0為0.

所以如果一個物體的靜質量不為零,你就永遠不可能把它加速到光速。

當飛船高速飛行時

如果一艘飛船接近光速,地面上的人可以觀察到飛船內的時鐘,會走的比地面上的慢,這就是狹義相對論的鐘慢效應。(假設地面上的人有千里眼,能觀察到飛船內的時鐘)

假設地面和飛船各有一個拿著計時器。兩個同時啟動,當地面上的計時器過了60分鐘,會發現飛船裡的小於60分鐘,可能只有半小時。具體多少分鐘取決於飛船的速度。

想象一個畫面:假設飛船裡的人勻速拍手,拍一下“啪”是一秒。拍兩下“啪啪”是兩秒,三下“啪啪啪”,3秒。

當飛船高速飛行時,地面上的人聽到飛船裡是這樣的:“啪~~啪~~啪”,感受一下不同的頻率,拍三下實際上飛船裡過去了3秒,而地面上好像是把視頻調到了0.5倍速過去了6秒。(假設能聽到)

再說一個,比如飛船上有個人正在練武術

地面上看到船艙裡像在打太極(感受下地面與船裡的不同)

如果你看完圖理解了,就可以知道,其實飛船上的人並沒有感覺到時間變慢了,感覺變慢的是地面上人。狹義相對論的兩個前提是:兩個相對的等速的慣性系和光速不變原理,自己開著飛船,是感覺不到時間變慢的。

用一個簡單粗暴的方法推導一下地上時間和飛船上的時間的關係

一艘速度為v高速飛船,飛船上有燈。靜止時,燈從頂部射到底部,需要時間t,以速度為v飛行時,在A點打開燈,行駛到B點,燈正好射到底部,需要時間t‘。可以推出,燈光實際運行距離為斜線距離ct',靜止時船頂到船底距離ct,飛船行駛距離vt'

然後勾股定理計算(為了容易理解而已,專家別較真勿噴)

通過公式可以發現當飛船速度v越大,分母越小,t'相對於t就越大,飛船上的鐘走得就越慢。

光速為常數c=300000000m/s,人類最快的火箭16000m/s,代入v^2/c^2的結果都可以忽略不計,可得結果為t=t' 。因此人類生活中,時間不會因為速度有所變化。

當然愛因斯坦可不是通過勾股定理把狹義相對論推導出來的。實際上“鐘慢尺縮“效應是源於荷蘭科學家洛倫茲通過兩個相對運動慣性系、光速不變以及微積分推導出來的。中間過程極其繁瑣,不易理解。這裡不做推導。

簡易的勾股定理有很多漏洞,但便於理解。不深入的話,最終的公式結果是一樣的,適用於科普。

飛船開掛達到光速

假設飛船開掛了,速度達到光速,我們可以通過”鐘慢尺縮“效應推導出時間為0,空間為0,即時間靜止、時空縮為一點。當然前面說過了,靜質量m0為0時,才有可能,飛船達不到光速。

總結:

狹義相對論不是說你速度快了,你的時間慢了。而是飛船相對的慣性參考系下的人看你變慢了。不管你在哪,速度有多快,你該活多久還是活多久。


科學美少男


相對論說的時間變慢不是這個意思,而且我也不信人能感覺得到時間變慢。

時間的快慢全憑感覺,當找不到用來對比的參照時,怎麼可能感覺到時間變慢呢?相對論說的時間變慢是醬紫滴。甲坐飛船飛離地球,乙呆在地球上等甲回來。一年後甲回來了。甲感覺自己只飛了一會兒,而乙卻認為甲離開了一年。這是用地球上的時間做參照的結果。反過來說,乙坐地球飛離甲的飛船,甲在飛船上等了一年,乙回來上了飛船(乙怎麼上去的我這個愚蠢的地球人還沒想好),那麼乙會覺得只過了一小會兒,甲卻覺得過了一年。

相對地球運動的物體上的時間會變慢,都是指相對地球上的時間而言的。這件事不需要懷疑,因為這件事正悄悄地發生在你的身邊。您大概還不知道給您手機發定位信號的衛星上的時鐘就比您手機上的時鐘慢了一點點。如果不用算法來校正這個偏差,手機定位的精度就會差上幾公里。衛星時間變慢有兩個原因:

  • 狹義相對論 速度快的物體時間慢,這個的差異只有7微秒
  • 廣義相對論 引力小的地方時間變慢,這個差異較大有45微秒

這些數字都是實測的結果,和相對論的理論計算結果是相符的。


日衝信息 黃


實際上都是一樣的。時間是恆定的,具體情況可以參照大轉盤,內圈和外圈都是轉了一圈,時間都是恆定的,只是站在內圈和外圈走的距離不一樣。然後換算成速度,就知道了。速度=距離/時間。假如這個大轉盤無限大,直到最外圈的周長等於光一秒走的距離。那麼問題來了,站在內圈和站在外圈的人繞大轉盤一週的時間是不是都是一秒。何來的時間靜止或者變慢?科學不是僅憑感覺,好像,大概,也許。科學是數學,1就是1,0.99就是0.99,絕對不可能是0.99000000000001。

能問出這種問題的我賭10包辣條,絕對是文科生,感性大於理性。科學的嚴謹不是一句感覺好像就是了。失之毫釐,謬以千里,古人都知道的事,經歷過科學薰陶得現代人卻。


身藏魔


這完全是胡扯!

運動是相對的,相對才是相對論的精髓。相對論的尺縮和鐘慢效應是真實客觀的,但是它也是相對的。

任何有質量的物質在理論上都不可能達到光速,但可以理論上無限接近光速,不妨稱為“亞光速”。

當宇航員乘坐相對於地球為亞光速飛船裡,地球上的人真實感覺飛船裡的時間變慢,宇航員的每一個動作都像靜止的超慢動作,並且也能真實測量出飛船的質量變得接近無限大。但飛船裡的宇航員觀測地球,也同樣發現地球時間變慢,慢的幾乎靜止了,並且地球的質量變得無限大。產生這種感覺的原因就是運動是相對的。地球相對於宇航員也在做亞光速運動。地球上的人沒有感覺自己時間變慢,也沒有感覺自己質量變大;同樣,飛船裡的宇航員也不會感覺自己的時間變慢和自己的質量變大。

這就是慣性系的概念。之所以當宇航員以同樣速度返回地球,會發現地球已經滄海桑田的原因不是由於亞光速的勻速造成的,而是由於宇航員速度由相對於地球為零變成亞光速要有一個加速過程,返回時要有一個反向加速過程造成的,這是廣義相對論的內容。在加減速的過程中,宇航員受到了加速度產生虛擬力的原因造成了時間流逝不同步。正因為加減速能造成時間流逝不同,所以引力場同樣也能。

地球上的時間流逝和太陽上時間流逝就不相同。


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