以光速飞出地球一分钟,回来后还能够见到家人朋友吗?

宇宙科学 阅读:255 2024-05-08 19:46:05 评论:0

我们都知道光速是无法达到的极速,而且光速运动下的时间也呈现出相对论效应。然而,让我们暂且忽略这些物理上的限制,一起想象一下,如果这样的旅行真的发生了,你是否还能见到你的家人?

  时间是我们每时每刻都在接触的事物,对于很多人来说,时间可能并不神秘,因为它时刻围绕在我们周围。我们每天上下班,上学放学,睡觉起床等都是由时间来决定的。

  地球自转一周,昼夜交替,一年四季等都有时间参与其中。在我们的日常生活中对于时间并没有直观的感受,它对于大多数人们来说太普遍,太普通了,可时间真的有我们想象的那么普通吗?

  在很多人的认知里,每一个人,不同地点的时间都是相同的。当你跟女朋友约好了晚上8点在某一个地方约会见面,当8点钟到了,正常情况下你和你的朋友都会在约定地点见面。

202405081715168768800571.jpg

  有一天,你准时到达了,而你的女朋友却晚了或早了一个小时。这个时候,如果你的朋友认为她也是按时到达的,你会有什么感想?如果你和你朋友都没有撒谎,都是按照规定的时间到达的,那只能说明一个问题,就是你朋友的时间跟你不同。

  这种看似匪夷所思的情况,在很多人看来是不可能发生的,因为在我们固有的认知里,时间都是相同的,不可能你的时间是8点,而你朋友的时间却是7点。

  之所以人们有这种认知,一个原因是我们平常认知到的时间都是相同的,还有一个原因就是牛顿的绝对时空观深入人心,影响到了我们思维上的坚持。

202405081715168768450613.jpg

  那么时间是绝对的吗?答案是否定的。当爱因斯坦提出相对论之后,我们对时间和空间有了更加准确的定义和描述,而相对论之下的时间不是一个绝对的事物,时空是存在扭曲的,时间自然也就存在扭曲。

  狭义相对论中:时间的流逝速度和物体运动速度有关,物体运动速度越快,时间流逝速度越慢,如果物体无限接近于光速运动,那么时间无限接近于静止。

  广义相对论中:时间的流逝速度和所处的引力场有关,引力越大(时空曲率越大)的地方时间流逝速度越慢。你和你朋友所处的空间如果发生了一个较大的时空扭曲,那么你们二者之间的时间就会有很大的不同,相约迟到也就很正常了。

202405081715168769878201.jpg

  事实上,时间扭曲现象无处不在,我们生存的地球时空同样是扭曲的,所以不同地方的时间也会有差异,只不过这个差异非常小,我们平时可以去忽略它。可是当我们走出地球之后,地球之外的时空跟地球表面的时间差异就会变大。

  很多朋友都知道导航系统,它就是利用卫星来对地表事物进行导航。而我们看到的卫星导航时间跟我们是同步的,似乎没有什么差异,可事实上,这个时间是进行修正过的。

  导航卫星上的时间跟地面的时间是有一定差异的,如果不进行修正,那么导航就会跟实际情况出现偏差。而导航也是人类初步应用时间膨胀的一个例子。

202405081715168769647054.jpg

  时间存在扭曲和膨胀已经是科学理论,而相对论告诉我们,随着物体速度的不断增加,时间也在不断变慢。当物体的时间无限接近光速的时候,物体本身的时间也会无限接近静止。

  知道了时间存在扭曲现象之后,我们再回头来看这个问题。如果一艘飞船以光速飞出地球一分钟,对于飞船上的人们来说,时间只是过去了一分钟的瞬间,非常短暂。可是对于地球上的人们来说,那可能就是一个无比漫长的时间,有可能是一百年,一千年甚至是一万年。

  光速飞船在飞行的过程中,理论上飞船本身的时间就会处于静止状态,不管飞行多久,时间针都会静止不动。如果是这样,那对于飞船本身来说,也不存在一分钟,因为时间已经停止不动了。

202405081715168769768623.jpg

  可是根据爱因斯坦相对论,有质量的物体,在这个时空之下的速度只能无限接近光速,而无法到达,更不可能超越光速。所以,飞船最快只能以无限接近光速的速度来飞行这一分钟,而这一分钟是相对于飞船来说的。

  由于时空存在扭曲,飞船在进行亚光速飞行的时候,它所航行的空间就会发生时间膨胀,从而导致飞船本身的时间跟外界的时间会存在一个巨大的差异。这样,地球上人们会看到飞船飞出地球之后,经过了无比漫长的时间才回来。

  飞船上的人们只经历了一分钟的时间,如此短暂的时间里,他们基本没有什么变化。可是当他们回到地球之后,看到的地球已经发生了翻天覆地的变化。前一分钟还见面的亲人和朋友,可能早已不在人世了,甚至有可能这些亲人和朋友已经是遥远历史的古人。

202405081715168769672922.jpg

  这种情况也相对于一种时间旅行,乘坐无限接近光速的飞船,可以在很短的时间内前往未来。这种旅行并不是每一个人都可以接受,想象一下,当你准备在宇宙中进行亚光速飞行的时候,你可能注定无法再见到地球上的亲人和朋友,哪怕你只离开了一分钟,地球已经沧海桑田。

  当然,这种在我们看来快到不可思议的亚光速,在宇宙尺度面前,它也只是一个龟速。以这样的速度,人类连走出银河系都难以做到,更不要说探索整个宇宙了。

  而能够让我们实现探索宇宙梦想的速度只有超光速,只不过相对论之下,物体的速度是不可能超越光速的。那是否说明,超光速不可能存在?当然不是,事实上,宇宙是存在超光速现象的,比如宇宙膨胀的速度就超越了光速。

202405081715168769310860.jpg

  超光速现象在宇宙是存在的,存在即为合理,就符合科学理论。可是相对论又告诉我们,物体的速度是无法超越光速的,这又是怎么回事?

  其实超光速现象跟相对论并不相悖,它们适应的范围不同。相对论只是说,物体的速度无法超越光速,可是相对论却告诉我们,时空是可以扭曲的,扭曲的时空速度是没有上限的,可以超越光速。

  所以,人类在未来想要实现超光速飞行,依靠物体动力来实现是不可能的,只能将希望放在时空扭曲的研究探索上。飞船本身无法实现超光速飞行,可是飞船周围的空间在一定扭曲之下,有可能超越光速。

202405081715168769643423.jpg

  让超光速扭曲的空间带着飞船前行,那么就实现了物体的超光速飞行,这种模式跟地球的一种冲浪运动有一些相似之下。而这种星际航行,我们在一些科学小说和影视中经常可以看到,那就是空间跳跃或者虫洞穿梭。

声明

1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

发表评论
排行榜
关注我们

微信扫一扫,了解更多精彩内容

分享:

支付宝

微信