如果飛船無限接近光速,那飛船內的時間是靜止的嗎?為什麼?

宇宙觀察記錄


如果飛船的速度無限接近光速,飛船上的人會觀察到地球上的人動作很慢,接近靜止狀態。例如吃一頓飯用了1年時間。同樣的道理,地球上的人也觀察到飛船上的人動作很慢,接近靜止狀態。

雙方都認為對方光速飛船上的人和光速地球上的人時間變慢了,接近靜止狀態。幾乎不需要時間,在宇宙中無限遠的地方任意穿梭。

但是,接近光速勻速飛行的飛船把地球當參照系或者地球把飛船當參照系都是同等的。都是光速飛船或光速地球。因此,地球上的實際時間不變慢,飛船內的實際時間絕不會變慢,更不會靜止。

由此可見,相對論所說的時間變慢只是雙方觀察到對方的時間變慢。飛船內的實際時間和地球上的實際時間不會有絲毫的變慢。

如果飛船正好等於光速勻速離地球而去,飛船和地球都觀察到飛船離開時的靜止地球畫面和靜止飛船畫面。好像對方的時間都靜止了。

如果飛船超光速離地球而去,飛船可以觀察到地球過去的情境(時光倒流),因為超光速飛船追上了地球以前發到宇宙中的光。但地球上的人再也觀察不到超光速飛船了,好像超光速飛船永遠消失在茫茫宇宙中了。這可能就是飛船不能超光速的原因吧。

由此可見,不論是亞光速、光速還是超光速飛船,它們內部的實際時間和地球上一樣,不會有絲毫的減慢、靜止或倒流。只不過是觀察到的情況不同罷了。


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“光速飛行時間靜止”,相信很多人都聽說過這樣的觀點,這也是狹義相對論中一個很重要的思想,徹底顛覆了人類傳統思維的思想!

但很多人對這句話的理解有片面性。首先飛船不可能達到光速,只能無限接近,速度越快,時間就相對越慢!

而這裡的“相對”兩字是重點,它告訴我們萬事萬物的速度都是相對的(光速除外),這意味著時間(還有空間)也是相對的,我們必須找到一個參照系再討論時間才有意義!

而我們通常所說的“速度越快時間越慢”就是默認的以地球為參照系。對於地球上的人來說,如果飛船以亞光速飛行,飛船上的人時間會變慢,那裡的一切都將以“慢動作”上演!

不過對於飛船裡的人來說,如果只以飛船地參照系,他本身是不會感覺到時間變慢的,他體驗的到一分鐘與在地球上體驗到的一分鐘並沒有區別,他的壽命也不會因此而變長,該活80歲還是活80歲!而只有他回到地球的那一刻才能體驗到時間變慢了,相對於地球上的時間變慢了!

所以,在我們討論時間的時候,參照系很重要,沒有參照系去討論時間就沒有意義!


宇宙探索


01

狹義相對論的時鐘變慢效應

理論上來說一個物體只有達到光速的時候,它的時間才是“相對靜止”的,意思就是說在地面的人看來你是“靜止”狀態,但是你自己在光速飛行時的時間還是正常流逝速度,也就是說你光速飛100年照樣會老死。

根據狹義相對論的動鍾變慢效應,參照系的運動速度越快,時間流逝速率越慢。然而,這並不是說參照系本身的時間真的變慢了,而是相對於靜止參照系的時間變慢了。相對論所說的鐘慢效應並非相對於自己,而是相對於別人。、

舉例:

在飛船裡放一個表的話,這個表和地球上正常的表走的是不一樣快的.已經有人做過這個試驗了.把兩個目前最精確的原子鐘對好時後分別放在一個高速飛行的飛行器和地面上.當飛行器載著原子鐘繞地球一週回到地面時,結論是:飛行器上的原子鐘比地面上的那個有微小的延遲.比如試驗開始時兩個原子鐘都是1 點,當飛行器回到地面時,如果地面上原子鐘是2點,那麼飛行器上的可能就是1點59分.但是當原子鍾回到地面後,也就是它停止高速運動後,它又會恢復正常,永遠與一直在地面的那個保持1分鐘的誤差.

假如這個飛船內有人的話,他們的一個眨眼睛的動作在我們看來可能就會用掉我們一年的時間,喝一杯茶可能就要十年。所以這個人在他自己看來時間並沒有變化,在地球上活100歲,在飛船上也是活100歲。只是這兩個100年的的尺度是不同的。

總結:如果飛行器接近光速的時間飛行的話,那麼它的時間和地球上面的時間對比,會變的更慢,也就是我們地球的時間比它的時間快,就是說接近光速時間是,相對於靜止。我們一定要去理解“相對”這兩個字。


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彈琴對牛


不會。飛船的速度不管有多快,有多接近光速,飛船相對於自身都是靜止的,飛船內的時間流逝速率不會趨於停止。飛船上的人依然會感受時間照常流逝,他們與生活在地球上對時間流逝的感受是沒有任何區別的。

根據狹義相對論的動鍾變慢效應,參照系的運動速度越快,時間流逝速率越慢。然而,這並不是說參照系本身的時間真的變慢了,而是相對於靜止參照系的時間變慢了。相對論所說的鐘慢效應並非相對於自己,而是相對於別人。

因此,飛船的相對運動速度無論有多趨於光速,其中的觀察者都不會覺得自己時間會變慢,他們不會過著“慢動作”一樣的生活。對於飛船上的觀察者而言,無論是一秒還是一分還是一小時都不會有變化,他們的壽命不會增加,更不會長生不老,而是會照常衰老死亡。

但對於相對靜止參照系中的觀察者而言,高速運動的飛船的時間流逝速率會變得很慢,飛船上的一小段時間就相當於地球上漫長的一段時間,飛船上的人看起來可以活很長的時間。利用這樣的原理,飛船上的人可以實現去往地球未來的時間之旅。另一方面,引力也可以導致時間膨脹效應,這是《星際穿越》中的時間穿越原理。


火星一號


實際上你們是在拿兩個不同單位的東西做比較,我想問一下,你們覺得速度和時間放在一起比較合理嗎?不管你多快的速度,時間不一樣也是在一分一秒的往前嗎?所以,你在飛船上不會靜止的!你還是和地球上的人一樣一分一秒的朝著死亡靠攏!😂😂😂

不管你在地球上還是在達到光速的飛船上,時間都是往前的,只是說,你在飛船上回頭看地球的時候,地球靜止了,為什麼靜止,是因為你的飛船達到了光速,實際上地球也沒有靜止,而是畫面還沒有傳輸到你這裡而已。

所以,仔細想想吧,想要回到過去是不可能的,時間本來就是人類根據地球自轉和公轉定義出來的概念,它本身其實也是存在的,我們用的時間一分一秒一天一年都和地球有關,離開了地球,如果我們還是定義一天二十四小時,那麼二十四小時不就還是一天嗎?但是,如果在其他星球,一天當然不可能就是二十四小時,我說的是行星自轉一圈。

其實,我認為大家在考慮達到多少速度可以超越時間,這種問題真的沒有多少水平,因為單位性質不一樣,即便你具備無數倍光速的速度,你依然超越不了時間,只是你很快而已。

就如同考慮空間的時候,把時間算一個緯度,這不是笑話嗎?單位性質不一樣,時間憑什麼加進去……

所以大家還是珍惜時間吧!時間就是生命,別不珍惜你的老命!想要回到過去,想要去到未來?非常不現實!人類還沒有看清自己,人類弱的可伶,你們的身體,離開地球都得玩完……



跳龍門的小魚


很多回答都是沒說道點子上,看了回答疑問更多了。其實接近光速飛船裡,時間不會有任何不一樣。只是地球上的人觀察飛船上的時間變慢了,而飛船上的人觀察地球上的時間變慢了。那到底誰變慢了呢?這就是著名的雙胞胎謬詳。如果飛船沒有改變速度和方向,則對雙方來講都是對方變慢了。而如果某一方改變速度或方向,即產生加速度或受外力影響,比如飛船掉頭飛回地球,那在這個時候飛船的時間變慢了!等他回到地球會發現地球上時間過得快,留在地球上的雙胞胎兄弟比自己老了好多。所以到底誰的時間變慢,要看誰受力改變了速度。如果是哪位大神推動地球掉頭追上飛船,那地球上的時間就變慢,見面時地球上的雙胞胎兄弟會年輕好多。 還有條友會問,那如果雙方都沒有改變速度呢,那到底誰變慢?這就需要你改變來自於習慣的絕對時空觀,他們各自遠去不會碰面,雙方都遠遠的觀察到對方變慢。


農夫山泉58928871


這個問題其實涉及到狹義相對論,但其實並不難回答

,實際上,飛船內的時間到底如何流逝取決於觀測者是誰,如果實在飛船裡的人,他感受到的時間就是正常的,而在地面上的觀測者看到的飛船時間的流逝就是無限接近於靜止的。那這該如何理解呢?我們要從相對論說起。

相對論

1905年,年僅26歲的愛因斯坦發表了4篇開創性的論文,其中後兩篇被我們現在合稱為狹義相對論。

相對論發表的當年並沒有像大家所想到的那樣轟動全世界,愛因斯坦其實是在13年後,因為愛丁頓驗證了廣義相對論才轟動世界的。狹義相對論剛發表只引起了學術圈一部分學者的關注。而且有很多學者其實並不能夠理解相對論到底說了什麼?

而其中一個本質原因就是相對論距離我們日常生活實在太遠了。牛頓力學就更像是生活中的物理學,到處都能用到。

相對論適用範圍特別廣,尤其是高速或者引力大時,其相對論效應更為明顯。正是這種超脫我們所生活世界的離奇現象,讓很多物理學家一時半會無法接受。

那狹義相對論到底說了什麼呢?

大多數人上初高中時,都會學到運動學。我們也都知道,在牛頓的體系下,無論是誰在看,一米就是一米,一秒就是一秒。並不會因為觀測者的運動狀態發生改變而改變。

而愛因斯坦則認為不是這樣的,實際上,長度和時間,甚至包括質量和能量,都會因為觀測的運動狀態的改變而發生變化。這麼說太抽象了,我們可以來舉個例子。

如果,有一艘飛船從你腦袋頂上飛過,那這個時候,當飛船飛的速度越快時,你所看到的飛船的長度也會越短。

  • 下圖是0.1倍光速時的情況:

  • 如果速度變為0.8倍的光速是下面這樣:

  • 如果速度變為0.95倍的光速就是這樣:

這其實就是狹義相對論中的尺縮效應。當然,尺縮效應只是比較反常識的其中一個結論,其實還有一個讓很多科幻小說家經常使用的理論:時間膨脹。這個時間膨脹是什麼意思呢?

時間膨脹

其實說的就是運動對於時間的影響。我們還是用飛船和地面觀測者為例。如果有一艘飛船從地面觀測者的腦袋上飛過。那從地面觀測者的視角來看,飛船上的時間流逝得就比較,而自己的時間是正常的。(下圖中,就是從地面觀測者的角度來看的結果,上面就是地面觀測者的時間,下面是飛船上的時間)

聽起來還是很抽象,那該如何理解呢?我們來繼續做一個簡單的假設,如果地面參考者做起了廣播體操,而飛船上也有一個人,他也做起了廣播體操。這個時候,地面觀測者看到的飛船上的人做的廣播體操就是慢動作的廣播體操。

  • 所以,飛船相對於地面觀測者的時間膨脹了,好比飛船上過了1秒,地面觀測者要過2秒。但這裡有個重點要記住,這是從地面觀測者的角度來看。除此之外,他們各自感受到自己的時間都是正常流逝的。
  • 那如果飛船上的人也看向地面觀測者呢?實際上,我們都知道運動是相對的。因此,飛船上的人看地面觀測者其實也是在以接近於光速遠離自己。也就是說,地面觀測者相對於他也是時間膨脹的。所以,飛船上的人看到的地面觀測者的廣播體操也是慢速版本的,就好比飛船過了2秒,地面觀測者才過了1秒。而同樣的,以上都是從飛船上的人的角度來看,而他們各自感受到自己的時間流逝都是正常的。

聽起來是不是很神奇?實際上,愛因斯坦之所以能夠推導出相對論是基於兩條基本假設:

  • 光速不變原理
  • 相對性原理(或者也叫做伽利略變換)

然後,愛因斯坦就類似於做幾何證明一樣,在已知這兩條假設的前提下,推導上文中的這些結論。但是到底對不對還是要靠實驗說話。關於狹義相對論的實驗,科學家其實已經做了很多,比如:μ子實驗。這些實驗都證明了狹義相對論是要比牛頓力學更為精準的理論,這才使得狹義相對論成為了主流理論。

(這裡先多強調一句,實際上,要讓飛船無限接近於光速是很難的,因為根據相對論,速度越快,質量越大,加速就越難,要達到光速的是需要無限大的能量。因此,要接近於光速其實是一件很難的事件。)


鍾銘聊科學


這要從兩個方面去回答:

①處於飛船內部的宇航員,因為他們與飛船之間的相對速度基本可以認為是零,因此他們並不會在飛船內部感到時間變慢,飛船內的一切現象都在正常的發生

②對於地球上的人來說,因為飛船與地球存在一個接近光速的相對速度,因此飛船內的時間會變慢,接近於靜止

那麼這又是為什麼呢?在我們常規認知中,時間似乎是很特殊的一個存在,它應當不與物體的運動有關係才對。這樣的認知實際上就是牛頓的絕對時空觀,物體的運動和時間是不相干的,不論運動如何,時間總是按照均勻的流逝著。

但在20世紀初,愛因斯坦結合光速不變原理和狹義相對性原理,提出了狹義相對論,至此這種絕對的時空觀被改變了,時空從此融為一體。在地球慣性參考系中,擁有接近光速速度的飛船,它自身的時間(固有時)會比座標時短很多,甚至於固有時會非常接近於零,這都取決於該飛船的速度。

當然了,這個時間變慢的效應也是相對的,從飛船角度來看,地球上同樣如此,除非兩者會再次相交,那樣話,就會發現高速物體的時間是慢於地球的。

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賽先生科普


根據狹義相對論,任何有靜質量的物體都不能達到光速,只能無限接近光速。只有靜質量為零的粒子才能達到光速,達到光速後時間會停止。

這就是說,在座的你我都沒有可能達到光速而實現時間停止了。除非自己把身體打散,或者與反物質碰撞湮滅為光子。

根據相對論時間膨脹公式,速度越快,時間流逝越慢。但是這裡有個關鍵問題,這裡的時間流逝變慢甚至停止是外界觀察者才能看到的。也就是說如果你正在乘坐一艘無限接近光速的飛船,你自己感覺到幾分鐘就穿越了已知的宇宙,而地球上可能已經過了數百億年!

這時候,相對於地球人來說,你的時間確實是變慢了。在你看到地球時才發現地球上的時間數百億年已經過去了,太陽早已從紅巨星變為白矮星,地球早已被太陽演變的紅巨星吞沒。但是你自己卻感受不到這些時間的變化。

你自己感受到飛船內仍然是正常的時間流逝,而不會有任何的變慢,哪怕你和飛船正以光速的99.999999999999999%在飛行,你的壽命仍然是數十年或者一百多年。終於,在99年後你在飛船內老去了!(需要公式的可以私信我)

世界是公平的,有錢人哪怕買到近光速的船票也只能旅遊看看風景,生命仍然是那幾十年!

點我頭像關注我,更精彩!謝謝!


野區動物園


首先很榮幸。這個問題問的不錯,試想一下,如果人類真的可以將時間暫停,那麼我們身體內部的細胞就不會衰老,永生和長生不老指日可待啊!但是現實是殘酷的,時間是不會停止的,哪怕它受到的影響再大都相同。

我們知道光速是已知宇宙中最快的速度,而只有粒子可以達到光速,像是物質類的東西都無法到達光速,因為沒有任何能量來支持它們到達光速,並且即便到達光速了,它們也無法承受其龐大的質量,那麼如果飛船真的到達了光速,飛船內部的時間會暫停嗎?

雖然光速非常的快,即便你開光速飛船,你也會發現它在宇宙中的速度依舊很慢。並沒有科幻電影中的那種群星在你面前飛過的那種感覺!當時空受到不同質量的影響時,會受到影響。如果它的質量越大,受到的影響就會越大,而光速代表的則是無限大的質量,因此時空是會受到很大的影響,但是它不會暫停。這是為什麼呢!

我們知道黑洞是宇宙中最神秘和最恐怖的天體之一,強大的引力連光都無法逃脫,黑洞質量那麼大,對時空的影響也會非常的可怕。但是黑洞周圍的時間依然不是暫停的,如果你被黑洞吸住,你會發現自己慢慢的進入黑洞的內部,這個過程非常的緩慢,對於外界的人類來說,你的時間被暫停了。但是對於你自己來說,你會發現外界的事物變得非常快,而你自身也在被黑洞慢慢的吃掉!

因此即便你乘坐光速飛船,雖然飛船內的時空發生了膨脹,變得極為的緩慢。但是時間依舊在流動,如果你在光速飛船內飛行了100年,你依然會衰老而死,因為時間沒有停止,它還在流動中!

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