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  • 1 # KongZWang

    光速飛船運動也可以簡化為質點運動,質點運動已包括人在內,人為了計算方便,很多運動都簡化成質點運動,例如:人的運動,人在運動過程中,兩手不斷擺動,腳步也是不停的變動,但還是簡化成質點運動;自行車運動,是人與自行車混合運動,但也簡化成質點運動,汽車運動,人和物都在車上,但也簡化成質點運動,火車運動,火車上有人,也有物,那麼多車廂,但也簡化成質點運動,飛機✈️運動,上面同樣有人,有物質,但同樣簡化成質點運動,光速飛船為什麼不能簡化成質點運動呢?

    首先在這一問題上,要用什麼公式計算,說一些看法,我們知道數學,物理公式很多,公式是一種複雜多變的過程經歷推匯出簡單的計算方法。公式連線著過程,所以公式不是萬能的,不能任意使用,公式的使用要受到過程的制約。

    例如:(1)2+2+2+2+2+2+2+2+2=18。使用乘法公式,2✖️9=18。

    (2)1+2+3+4+5+6+7+8+9=45。使用公式[(1➕9)➗2]✖️9=45。

    以上兩例說明使用公式必須與過程一至,(1)式的公式不能用在(2)式中,(2)式的公式也不能用在(1)式中。

    相對論Pdf17頁課文:我們可以設想,在每一個這樣的框架中,劃出三個 互相垂直的面,稱之為“座標平面”(在整體上這些座標平面共同構成一個“坐 標系”)。於是,座標系 K 對應於路基,座標系 K"應於火車。一事件無論在 何處發生,它在空間中相對於 K 的位置可以由座標平面上的三條垂線 x,y,z 來確 定,時間則由一時間量值:來確定,相對於 K",此同一事件的空間位置和時間 將由相應的量值 x",y",z",t"來確定,這些量值與 x,y,z,t 當然並不是全等的。

    PDF 54頁 課文 :附錄

    一、洛倫茲變換的簡單推導 [補充第 11 節] 按照圖 2 所示兩座標系的相對取向,該兩座標系的 x 軸永遠是重合的。在這 個情況下我們可以把問題分為幾部分,首先只考慮 x 軸發生的事件。任何一個這 樣的事件,對於座標系 K 是由橫座標 x 和時間 t 來表示,對於座標系 K’則由橫 坐 x’和時間 t’來表示。當給定 x 和 t 時,我們要求出 x’和 t’。 沿著正 x 軸前進的一個光訊號按照方程 或 x = ct x − ct = 0 (1),傳播。由於同一光訊號必須以速度 c 相對於 K’傳播,因此相對於座標系 K’的傳 播將由類似的公式 x′−ct′=0 (2) 表示。滿足(1)的那些空時點(事件)必須也滿足(2),顯然這一點是成立的, 只要關係 (x′−ct′)=λ(x−ct) (3) 一般滿足,其中λ表示一個常數;因為,按照(3),(x−ct)等於零時(x′−ct′) 就必然也等於零。 如果我們對尚著負 x 軸傳播的光線應用完全相同的考慮,我們就得到條件 (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相減),併為方便起見引入常數 a 和 b 代換常數 λ 和μ,⋯,

    假如某人拿著一個手電筒在座標系K射出一束光,那麼x=ct。[距離x=(速度)光速c✖️時間t],這個人在勻速行駛的火車上即座標系 K"拿著手電筒射出一束光,那麼x′=ct′。[距離x=(速度)光速c✖️時間t′]。這個人不能同時拿著手電筒在兩個座標系同時發射光,因為它是兩個獨立的事件,鐘慢尺縮公式是用兩個獨立的事件調和,所以本題不符合鐘慢尺縮公式。

    順便提一下,衛星導航系統也只符合K"座標系,即在勻速行駛的火車上射出一束光,不符合鐘慢尺縮公式的過程。

  • 2 # 奧祕365

    對廣義相對論的理解不深,我大概說說我對於這個問題的看法。

    為什麼光速運動物體的時間會停止

    要解釋這個問題,首先要引入參考系的概念。

    我先以很通俗的語言描述一下。

    大家都知道,我們看見一個物體,是我們的眼睛通過接受到該物體表面反射到我們眼睛裡的光,才能看到這個物體。而光從物體表面傳遞到我們的眼睛,會根據距離長短有時間差。物體距離我們越遠,我們看到它也需要越久的時間,就好比太陽的光傳達到地球要經過8分鐘,所以我們可以說看到的其實是8分鐘前的太陽。而一個距離我們1光年遠的物體,我們當前看到的其實是1年前的它。

    理解了以上概念,那我們考慮觀察一個身邊的物體,我們看到的是物體當前的樣子。然後我們乘飛船以光速遠離這個物體,過1年之後呢,我們已經離物體1光年遠了,物體的光要過1年才能到達我們眼裡,我們看到的是1年前的物體的樣子,也就是我們出發時候物體的樣子,過了2年呢,看到的是2年前的物體,還是出發時候物體的樣子,也就是說,對於我們這個參考系的人來說,當時身邊物體的時間靜止了。但是那個物體真的靜止了嗎?不是的,他的時間依然流逝,該幹嘛就幹嘛,只是對於我們觀察者來說,它一直保持當時的狀態不變了而已。

    那如果我們超過光速運動呢?我們就會追上這個物體之前反射的光,可以看到物體之前的樣子。我們以2倍光速遠離他,過了1年,我們距離這個物體2光年了,也就是說我們用1年時間,但是能看到這個物體2年前的樣子。也就是對於我們來說,這個物體的時間倒流了。但是這個物體真的時間倒流了嘛?也不是,只是我們觀察到它的時間倒流了而已。

    所以結論就是,時間的變化是觀察者觀察的結果,時間的測量依賴於觀察者所處的參考系。

    在狹義相對論中,時間膨脹的公式為:

    △t為觀察者的時間變化量,v為光源相對於觀察者的遠離速度,c為真空光速。△t"的是觀察者觀察到的光源在△t內的時間變化量 。

    飛船內的人是否只過了一瞬間

    上面說到了,時間的變化,基於不同參考系,會有不同的結果。對於飛船內的人來說,飛船以光速飛行,飛行100光年,當然得100年,飛船內的人也經過了100年。

    但是對於飛船裡的觀察者來說呢,飛船飛行了1年,看到的是1年前的地球,飛行了100年,看到的是100年前的地球,飛船飛行了100年,觀察到的地球上的鐘一秒走沒走過,某種意義上來說還真是一瞬間就到了100光年之外的地方。

  • 3 # 追風—逐日

    這個問題和之前的一個問題“一個人以光速離開地球10年後返回地球地球上的人是不是老了,而回來的人沒老?”相似!

    個人認為,以光速離開地球100年我們可以算出距離我們多少公里!以光速30萬㎞/秒計算,10年就是30*60(1分鐘)*60(1小時)*24(一天)*365(一年)*10年約等於950億億公里!那麼100年就是9500億億公里!就算一個人以光速離開地球100年也就是距離我們地球9500億億公里!在他到達9500億億公里的時候,難道地球上的時間沒走?停止了?顯然這是不可能的,只是在飛船上的人看來一切靜止了而已!比如說一個人盯著一個從10樓掉下的球看並以光速離開地球假設他不管離多遠都能看到球!那麼在他看來,這個球永遠不會落地!可是對於地球人來說球早就落地了!如果要想飛船上的人也看到球落地,只要飛船速度降低就可以看到球落地自己落地之後的事情!

    球落地的聲音是以球為中心成圓形散播出去的,同理球落地的畫面也是以球為中心散播出去的,不外呼聲音和畫面傳播的速度不一樣而已!

    如果你有人能超光速離開地球,那麼他會看到自己出生時候的樣子!(假設地球上的東西他一直都能盯著看見)!

    這就是為什麼有時候我們發現一些遙遠的星球有可能是10年前甚至更久遠的!

    再舉個例子,距離我們10光年的一顆星球突然爆炸了!那麼我們等地球上看見這個爆炸的時候也已經是10年後了!可是等我們看到那個星球爆炸的時候那個星球還能在嗎?顯然不可能!

    光和聲音傳播應該是一樣的,聲音相對於光要慢很多!人類不用藉助外力就能發現聲音的傳播和時間的問題!比如距離你幾百米的人用大錘子砸東西!你就會發現錘子砸的時候你看到畫面,聲音要遲一點你才能聽到!

    再舉個更簡單的例子,在一個圓形的水面丟一個石頭,石頭激起的漣漪不會馬上傳到岸邊!但是岸上的人是最先看見石頭砸中水面的,後聽到石頭落水的聲音,然後才能看見激起的漣漪!這就是事物傳播的速度不一樣!水波傳播最慢所以我們最後一個看見!等水波紋到達岸邊的時候,石頭估計都沉到河底了!其實石頭砸中水面的畫面和聲音包括激起的水波紋都是同時發生的!

  • 4 # 科學船塢

    是的,可以這麼說,但是達到光速的飛船隻能是一個想象,在這個宇宙中,有靜質量的物體怎麼都不會達到光速,更不用談超越光速了,這是宇宙鐵律。

    而科幻作品中常常提到的超越光速,是利用時空的特性,並不是飛船真正的飛行速度超過了光速。

    狹義相對論中提到了時間膨脹效應,相對你來說,運動中的時鐘要比相對你靜止的時鐘時間走得慢,而且運動速度越快,時間流逝得就愈慢。

    但是在狹義相對論中並沒有提到過達到光速是什麼情況,畢竟相對論的前提就是靜質量不為零的物體不能達到光速,所以,達到光速,時間靜止,只是想象。

    如果駕駛著光速飛船,去哪裡都不需要時間,對飛船駕駛者而言,都是一瞬間,瞬間即可到達目的地,不過對於飛船外面的世界而言的話,已經過去了很多年。

    比方說,駕駛光速飛船去10000光年外的星球上,對於飛船駕駛者而言,沒有花費時間,而飛船外面的世界,卻實實在在的過去了10000年。

  • 5 # 折斷的風信子

    雖然我什麼不懂,但是感覺光速度很好理解,飛船越快,在地球的觀察者就看到裡面人行動越遲緩(時間變慢)當到達光速就看到人不動了(時間靜止),而以乘客角度看就是地球觀察者突然行動突然變快,當飛船到達光速乘客會看到什麼?而且當飛船回來,那飛船的速度怎麼算呢?按照地球觀察人員,飛船速度是光速或者近光速飛行,可裡面的人只經過了很短的時間卻經歷了同樣的距離,那是不是說裡面的人超光速了,或者說以乘客角度看到的是光速飛行,而地球觀察人員看到的是飛船越快(乘客角度)而速度越慢呢?當飛船加速到光速(乘客角度)地球觀察人員看到的飛船就靜止了。關於速度很費解,而且如果超過光速就更費解了,假如把地球觀察者作為參考(飛船裡的人倒著走)或者把乘客當為參考(這個在達到光速時已經想想不到會看到什麼了)不是說超光速時間會倒流麼?怎麼就感覺超光速會有悖論存在,就像黑洞最多隻能使時間靜止一樣。假如把光速傳遞的資訊帶到裡面又會是什麼樣,當飛船超光速時還能看到地球的人麼,還是看到地球的倒著走。哪位大神可以告訴我呀,好費解,頭大啊……!後悔點進來

  • 6 # 物理新視野

    必須指出:不同的參照系下物理引數,絕對沒有可比性。這是最起碼的邏輯常識。可笑多少書呆子,在這個問題上大放厥詞。

    例如,考察一列火車以v"速度的乘客(m)的動能。①若以地面為參照系,參照速度v=0,地面觀察者覺得:乘客在運動,乘客的動能是E=E0γ=E0=½mv"²。

    ②若以乘客為參照系,參照速度v=v",地面觀察者覺得:乘客是運動的,乘客動能E=E0γ=E0×1/(1-v²/c²),有E>E0。

    回到本題。乘客隨準光速飛船(v"≈c)的行程是100光年。①以地面觀察者為參照系v=0,乘客時間t=t0γ≈t0×1=100ly/c=100年。

    ③以乘客伴侶為參照系,伴侶覺得自己(相當於飛船)是靜止的,即v=0,乘客的相對速度v"=0,乘客經歷的時間:t=t0γ=100ly×1/(1-v²/c²)=100ly。依然是100光年。

    綜上,狹義相對論給了一個全新的時空視角,然並卵,旁門左道,反而混淆視聽。回到絕對時空參照系,才是物理學的康莊大道!

  • 7 # 嗮哥攝影

    飛船不能達到光速。應該這麼理解,光是宇宙中最輕的物質,沒有比它更輕的物質,這個宇宙中因為某種未知原因,假如把宇宙所有能量總和給最輕的物質加速也只能接近某一個速度,這便是光速,宇宙飛船的原理也是給能量它加速,飛船顯然有可觀的質量,因而不能達到光速。所謂質量其實是能量,表現形式是物質內部微觀各種運動,如果內部相對靜止,那它能量相對為零,質量就是為零,表現形式是被凍結即所謂時間停止。那麼把相對質量接近無限輕的物質給他一點點能量,它就能被加速到這個宇宙極限速度,即光速(只是這個速度,和光並沒有關係,這個好理解吧)換種說法就是……接近光速的物質內部質量接近零……接近光速的物質內部能量接近零……接近光速的物質內部接近靜止,表現為時間接近靜止(對於我們觀察者來講的相對來說是這樣的,即我說的所謂“內部”)因為這是一個理論,所謂物質加速到光速,其時間相對靜止,這其實是一種反推的結論,真正的意義在於這個宇宙中除光以外物質不能達到光速

  • 8 # 郭樹陽深圳凱運刀具

    那人早就變成了乾屍,人的生命跟速度沒有關係,跟時間有關係,時間是不可逆的,單向的。所有的這些都是人的主觀想象,包括看的所有的科幻電影,都是人的主觀想象,不一定符合客觀規律。

  • 9 # 三九天冬泳

    如果按照質能方程,有限的能量下,達到光速,意味著質量非常小!此時飛船和人總質量趨於零!

    而即使電子,也無法達到光速!因為在質量趨於零的時候,量子效應突顯!

    可以認為人和飛船已經是量子,參與到了宇宙空間的量子糾纏當中,時間將不具有任何意義!

  • 10 # 仁心不古

    這是一個錯誤的邏輯概念,因而是錯誤的結論,一百光年不是時間單位,光年是速度,即光在一年的時間單位內所走的路程,100光年是飛船在以光速飛行了100年,人類無論在宇宙還是在宇宙飛船上,你都經歷了一百年,除非時間停止了,顯然是不可能的,既便是蟲洞理論的存在,時間也在執行,不變的你的狀態,當然這不是三維空間理論所解決的問題,你的思維可能停頓,意識暫時消失,時間本來就是人類為了計算周天執行而設定的一個附助概念,宇宙不會因時間的存在而存在,因而有人認為是瞬間的感覺是錯誤的。

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