如果飞船无限接近光速,那飞船内的时间是静止的吗?为什么?

宇宙观察记录


如果飞船的速度无限接近光速,飞船上的人会观察到地球上的人动作很慢,接近静止状态。例如吃一顿饭用了1年时间。同样的道理,地球上的人也观察到飞船上的人动作很慢,接近静止状态。

双方都认为对方光速飞船上的人和光速地球上的人时间变慢了,接近静止状态。几乎不需要时间,在宇宙中无限远的地方任意穿梭。

但是,接近光速匀速飞行的飞船把地球当参照系或者地球把飞船当参照系都是同等的。都是光速飞船或光速地球。因此,地球上的实际时间不变慢,飞船内的实际时间绝不会变慢,更不会静止。

由此可见,相对论所说的时间变慢只是双方观察到对方的时间变慢。飞船内的实际时间和地球上的实际时间不会有丝毫的变慢。

如果飞船正好等于光速匀速离地球而去,飞船和地球都观察到飞船离开时的静止地球画面和静止飞船画面。好像对方的时间都静止了。

如果飞船超光速离地球而去,飞船可以观察到地球过去的情境(时光倒流),因为超光速飞船追上了地球以前发到宇宙中的光。但地球上的人再也观察不到超光速飞船了,好像超光速飞船永远消失在茫茫宇宙中了。这可能就是飞船不能超光速的原因吧。

由此可见,不论是亚光速、光速还是超光速飞船,它们内部的实际时间和地球上一样,不会有丝毫的减慢、静止或倒流。只不过是观察到的情况不同罢了。


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“光速飞行时间静止”,相信很多人都听说过这样的观点,这也是狭义相对论中一个很重要的思想,彻底颠覆了人类传统思维的思想!

但很多人对这句话的理解有片面性。首先飞船不可能达到光速,只能无限接近,速度越快,时间就相对越慢!

而这里的“相对”两字是重点,它告诉我们万事万物的速度都是相对的(光速除外),这意味着时间(还有空间)也是相对的,我们必须找到一个参照系再讨论时间才有意义!

而我们通常所说的“速度越快时间越慢”就是默认的以地球为参照系。对于地球上的人来说,如果飞船以亚光速飞行,飞船上的人时间会变慢,那里的一切都将以“慢动作”上演!

不过对于飞船里的人来说,如果只以飞船地参照系,他本身是不会感觉到时间变慢的,他体验的到一分钟与在地球上体验到的一分钟并没有区别,他的寿命也不会因此而变长,该活80岁还是活80岁!而只有他回到地球的那一刻才能体验到时间变慢了,相对于地球上的时间变慢了!

所以,在我们讨论时间的时候,参照系很重要,没有参照系去讨论时间就没有意义!


宇宙探索


01

狭义相对论的时钟变慢效应

理论上来说一个物体只有达到光速的时候,它的时间才是“相对静止”的,意思就是说在地面的人看来你是“静止”状态,但是你自己在光速飞行时的时间还是正常流逝速度,也就是说你光速飞100年照样会老死。

根据狭义相对论的动钟变慢效应,参照系的运动速度越快,时间流逝速率越慢。然而,这并不是说参照系本身的时间真的变慢了,而是相对于静止参照系的时间变慢了。相对论所说的钟慢效应并非相对于自己,而是相对于别人。、

举例:

在飞船里放一个表的话,这个表和地球上正常的表走的是不一样快的.已经有人做过这个试验了.把两个目前最精确的原子钟对好时后分别放在一个高速飞行的飞行器和地面上.当飞行器载着原子钟绕地球一周回到地面时,结论是:飞行器上的原子钟比地面上的那个有微小的延迟.比如试验开始时两个原子钟都是1 点,当飞行器回到地面时,如果地面上原子钟是2点,那么飞行器上的可能就是1点59分.但是当原子钟回到地面后,也就是它停止高速运动后,它又会恢复正常,永远与一直在地面的那个保持1分钟的误差.

假如这个飞船内有人的话,他们的一个眨眼睛的动作在我们看来可能就会用掉我们一年的时间,喝一杯茶可能就要十年。所以这个人在他自己看来时间并没有变化,在地球上活100岁,在飞船上也是活100岁。只是这两个100年的的尺度是不同的。

总结:如果飞行器接近光速的时间飞行的话,那么它的时间和地球上面的时间对比,会变的更慢,也就是我们地球的时间比它的时间快,就是说接近光速时间是,相对于静止。我们一定要去理解“相对”这两个字。


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弹琴对牛


不会。飞船的速度不管有多快,有多接近光速,飞船相对于自身都是静止的,飞船内的时间流逝速率不会趋于停止。飞船上的人依然会感受时间照常流逝,他们与生活在地球上对时间流逝的感受是没有任何区别的。

根据狭义相对论的动钟变慢效应,参照系的运动速度越快,时间流逝速率越慢。然而,这并不是说参照系本身的时间真的变慢了,而是相对于静止参照系的时间变慢了。相对论所说的钟慢效应并非相对于自己,而是相对于别人。

因此,飞船的相对运动速度无论有多趋于光速,其中的观察者都不会觉得自己时间会变慢,他们不会过着“慢动作”一样的生活。对于飞船上的观察者而言,无论是一秒还是一分还是一小时都不会有变化,他们的寿命不会增加,更不会长生不老,而是会照常衰老死亡。

但对于相对静止参照系中的观察者而言,高速运动的飞船的时间流逝速率会变得很慢,飞船上的一小段时间就相当于地球上漫长的一段时间,飞船上的人看起来可以活很长的时间。利用这样的原理,飞船上的人可以实现去往地球未来的时间之旅。另一方面,引力也可以导致时间膨胀效应,这是《星际穿越》中的时间穿越原理。


火星一号


实际上你们是在拿两个不同单位的东西做比较,我想问一下,你们觉得速度和时间放在一起比较合理吗?不管你多快的速度,时间不一样也是在一分一秒的往前吗?所以,你在飞船上不会静止的!你还是和地球上的人一样一分一秒的朝着死亡靠拢!😂😂😂

不管你在地球上还是在达到光速的飞船上,时间都是往前的,只是说,你在飞船上回头看地球的时候,地球静止了,为什么静止,是因为你的飞船达到了光速,实际上地球也没有静止,而是画面还没有传输到你这里而已。

所以,仔细想想吧,想要回到过去是不可能的,时间本来就是人类根据地球自转和公转定义出来的概念,它本身其实也是存在的,我们用的时间一分一秒一天一年都和地球有关,离开了地球,如果我们还是定义一天二十四小时,那么二十四小时不就还是一天吗?但是,如果在其他星球,一天当然不可能就是二十四小时,我说的是行星自转一圈。

其实,我认为大家在考虑达到多少速度可以超越时间,这种问题真的没有多少水平,因为单位性质不一样,即便你具备无数倍光速的速度,你依然超越不了时间,只是你很快而已。

就如同考虑空间的时候,把时间算一个纬度,这不是笑话吗?单位性质不一样,时间凭什么加进去……

所以大家还是珍惜时间吧!时间就是生命,别不珍惜你的老命!想要回到过去,想要去到未来?非常不现实!人类还没有看清自己,人类弱的可伶,你们的身体,离开地球都得玩完……



跳龙门的小鱼


很多回答都是没说道点子上,看了回答疑问更多了。其实接近光速飞船里,时间不会有任何不一样。只是地球上的人观察飞船上的时间变慢了,而飞船上的人观察地球上的时间变慢了。那到底谁变慢了呢?这就是著名的双胞胎谬详。如果飞船没有改变速度和方向,则对双方来讲都是对方变慢了。而如果某一方改变速度或方向,即产生加速度或受外力影响,比如飞船掉头飞回地球,那在这个时候飞船的时间变慢了!等他回到地球会发现地球上时间过得快,留在地球上的双胞胎兄弟比自己老了好多。所以到底谁的时间变慢,要看谁受力改变了速度。如果是哪位大神推动地球掉头追上飞船,那地球上的时间就变慢,见面时地球上的双胞胎兄弟会年轻好多。 还有条友会问,那如果双方都没有改变速度呢,那到底谁变慢?这就需要你改变来自于习惯的绝对时空观,他们各自远去不会碰面,双方都远远的观察到对方变慢。


农夫山泉58928871


这个问题其实涉及到狭义相对论,但其实并不难回答

,实际上,飞船内的时间到底如何流逝取决于观测者是谁,如果实在飞船里的人,他感受到的时间就是正常的,而在地面上的观测者看到的飞船时间的流逝就是无限接近于静止的。那这该如何理解呢?我们要从相对论说起。

相对论

1905年,年仅26岁的爱因斯坦发表了4篇开创性的论文,其中后两篇被我们现在合称为狭义相对论。

相对论发表的当年并没有像大家所想到的那样轰动全世界,爱因斯坦其实是在13年后,因为爱丁顿验证了广义相对论才轰动世界的。狭义相对论刚发表只引起了学术圈一部分学者的关注。而且有很多学者其实并不能够理解相对论到底说了什么?

而其中一个本质原因就是相对论距离我们日常生活实在太远了。牛顿力学就更像是生活中的物理学,到处都能用到。

相对论适用范围特别广,尤其是高速或者引力大时,其相对论效应更为明显。正是这种超脱我们所生活世界的离奇现象,让很多物理学家一时半会无法接受。

那狭义相对论到底说了什么呢?

大多数人上初高中时,都会学到运动学。我们也都知道,在牛顿的体系下,无论是谁在看,一米就是一米,一秒就是一秒。并不会因为观测者的运动状态发生改变而改变。

而爱因斯坦则认为不是这样的,实际上,长度和时间,甚至包括质量和能量,都会因为观测的运动状态的改变而发生变化。这么说太抽象了,我们可以来举个例子。

如果,有一艘飞船从你脑袋顶上飞过,那这个时候,当飞船飞的速度越快时,你所看到的飞船的长度也会越短。

  • 下图是0.1倍光速时的情况:

  • 如果速度变为0.8倍的光速是下面这样:

  • 如果速度变为0.95倍的光速就是这样:

这其实就是狭义相对论中的尺缩效应。当然,尺缩效应只是比较反常识的其中一个结论,其实还有一个让很多科幻小说家经常使用的理论:时间膨胀。这个时间膨胀是什么意思呢?

时间膨胀

其实说的就是运动对于时间的影响。我们还是用飞船和地面观测者为例。如果有一艘飞船从地面观测者的脑袋上飞过。那从地面观测者的视角来看,飞船上的时间流逝得就比较,而自己的时间是正常的。(下图中,就是从地面观测者的角度来看的结果,上面就是地面观测者的时间,下面是飞船上的时间)

听起来还是很抽象,那该如何理解呢?我们来继续做一个简单的假设,如果地面参考者做起了广播体操,而飞船上也有一个人,他也做起了广播体操。这个时候,地面观测者看到的飞船上的人做的广播体操就是慢动作的广播体操。

  • 所以,飞船相对于地面观测者的时间膨胀了,好比飞船上过了1秒,地面观测者要过2秒。但这里有个重点要记住,这是从地面观测者的角度来看。除此之外,他们各自感受到自己的时间都是正常流逝的。
  • 那如果飞船上的人也看向地面观测者呢?实际上,我们都知道运动是相对的。因此,飞船上的人看地面观测者其实也是在以接近于光速远离自己。也就是说,地面观测者相对于他也是时间膨胀的。所以,飞船上的人看到的地面观测者的广播体操也是慢速版本的,就好比飞船过了2秒,地面观测者才过了1秒。而同样的,以上都是从飞船上的人的角度来看,而他们各自感受到自己的时间流逝都是正常的。

听起来是不是很神奇?实际上,爱因斯坦之所以能够推导出相对论是基于两条基本假设:

  • 光速不变原理
  • 相对性原理(或者也叫做伽利略变换)

然后,爱因斯坦就类似于做几何证明一样,在已知这两条假设的前提下,推导上文中的这些结论。但是到底对不对还是要靠实验说话。关于狭义相对论的实验,科学家其实已经做了很多,比如:μ子实验。这些实验都证明了狭义相对论是要比牛顿力学更为精准的理论,这才使得狭义相对论成为了主流理论。

(这里先多强调一句,实际上,要让飞船无限接近于光速是很难的,因为根据相对论,速度越快,质量越大,加速就越难,要达到光速的是需要无限大的能量。因此,要接近于光速其实是一件很难的事件。)


钟铭聊科学


这要从两个方面去回答:

①处于飞船内部的宇航员,因为他们与飞船之间的相对速度基本可以认为是零,因此他们并不会在飞船内部感到时间变慢,飞船内的一切现象都在正常的发生

②对于地球上的人来说,因为飞船与地球存在一个接近光速的相对速度,因此飞船内的时间会变慢,接近于静止

那么这又是为什么呢?在我们常规认知中,时间似乎是很特殊的一个存在,它应当不与物体的运动有关系才对。这样的认知实际上就是牛顿的绝对时空观,物体的运动和时间是不相干的,不论运动如何,时间总是按照均匀的流逝着。

但在20世纪初,爱因斯坦结合光速不变原理和狭义相对性原理,提出了狭义相对论,至此这种绝对的时空观被改变了,时空从此融为一体。在地球惯性参考系中,拥有接近光速速度的飞船,它自身的时间(固有时)会比坐标时短很多,甚至于固有时会非常接近于零,这都取决于该飞船的速度。

当然了,这个时间变慢的效应也是相对的,从飞船角度来看,地球上同样如此,除非两者会再次相交,那样话,就会发现高速物体的时间是慢于地球的。

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赛先生科普


根据狭义相对论,任何有静质量的物体都不能达到光速,只能无限接近光速。只有静质量为零的粒子才能达到光速,达到光速后时间会停止。

这就是说,在座的你我都没有可能达到光速而实现时间停止了。除非自己把身体打散,或者与反物质碰撞湮灭为光子。

根据相对论时间膨胀公式,速度越快,时间流逝越慢。但是这里有个关键问题,这里的时间流逝变慢甚至停止是外界观察者才能看到的。也就是说如果你正在乘坐一艘无限接近光速的飞船,你自己感觉到几分钟就穿越了已知的宇宙,而地球上可能已经过了数百亿年!

这时候,相对于地球人来说,你的时间确实是变慢了。在你看到地球时才发现地球上的时间数百亿年已经过去了,太阳早已从红巨星变为白矮星,地球早已被太阳演变的红巨星吞没。但是你自己却感受不到这些时间的变化。

你自己感受到飞船内仍然是正常的时间流逝,而不会有任何的变慢,哪怕你和飞船正以光速的99.999999999999999%在飞行,你的寿命仍然是数十年或者一百多年。终于,在99年后你在飞船内老去了!(需要公式的可以私信我)

世界是公平的,有钱人哪怕买到近光速的船票也只能旅游看看风景,生命仍然是那几十年!

点我头像关注我,更精彩!谢谢!


野区动物园


首先很荣幸。这个问题问的不错,试想一下,如果人类真的可以将时间暂停,那么我们身体内部的细胞就不会衰老,永生和长生不老指日可待啊!但是现实是残酷的,时间是不会停止的,哪怕它受到的影响再大都相同。

我们知道光速是已知宇宙中最快的速度,而只有粒子可以达到光速,像是物质类的东西都无法到达光速,因为没有任何能量来支持它们到达光速,并且即便到达光速了,它们也无法承受其庞大的质量,那么如果飞船真的到达了光速,飞船内部的时间会暂停吗?

虽然光速非常的快,即便你开光速飞船,你也会发现它在宇宙中的速度依旧很慢。并没有科幻电影中的那种群星在你面前飞过的那种感觉!当时空受到不同质量的影响时,会受到影响。如果它的质量越大,受到的影响就会越大,而光速代表的则是无限大的质量,因此时空是会受到很大的影响,但是它不会暂停。这是为什么呢!

我们知道黑洞是宇宙中最神秘和最恐怖的天体之一,强大的引力连光都无法逃脱,黑洞质量那么大,对时空的影响也会非常的可怕。但是黑洞周围的时间依然不是暂停的,如果你被黑洞吸住,你会发现自己慢慢的进入黑洞的内部,这个过程非常的缓慢,对于外界的人类来说,你的时间被暂停了。但是对于你自己来说,你会发现外界的事物变得非常快,而你自身也在被黑洞慢慢的吃掉!

因此即便你乘坐光速飞船,虽然飞船内的时空发生了膨胀,变得极为的缓慢。但是时间依旧在流动,如果你在光速飞船内飞行了100年,你依然会衰老而死,因为时间没有停止,它还在流动中!

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