假如人乘坐飞船,以光速离开一年后返回,地球是否早已物是人非?
许多人幻想坐宇宙飞船,去太空旅行,欣赏浩瀚的宇宙。如果我们真的能登上太空,时间还是现在的时间吗?在固有的思维中,时间是绝对公平的,对任何人都是如此,所以无论我们去哪里,时间对人来说都是一样的。如果我们乘坐的宇宙飞船的速度达到光速,时间还是和地球上的时间一样吗?如果人们乘坐飞船,以光速离开一年后返回,地球是否早已物是人非?
如果你乘坐接近光速的飞船离开,然后回到地球,多久?光速是目前人们认知中最快的速度,每秒可达30万公里,是当今科技无法企及的存在。因此,光速被认为是跨越时间尺度的根本依据。换句话说,当你能达到光速时,你的时间和别人的时间尺度会有很大的不同。总之,你可以穿越时空。这是爱因斯坦相对论的主要结论。
就时间和光速而言,我们首先需要参考的是狭义相对论,这也是目前涉及最多、最直接的知识体系。但也有学者指出,无论科技如何发展,其运动速度始终无法达到光速,只能接近光速,否则时间可能会停止。在这种情况下,当我们乘坐接近光速的飞船离开地球时,地球运行两年后会持续多久?
如果宇宙飞船的运行速度是光速的99%,那么如果两年后乘飞船返回地球,按照狭义相对论给出的公式计算,地球上的老人会活14年。也就是说,你回来的时候还是那个少年,但是曾经和你一样是少年的人却渐渐沧桑。如果飞船速度达到99.99%的光速,那么如果你在飞船上度过两年再回来,地球上的时间就会过去139.4年,故人不再老去,而是死去,真的让人觉得物是人非。
然而,即使宇宙飞船真的能以光速运行,现实也不会那么糟糕,因为从静止到光速,从光速到静止,中间需要加速和减速,而这个过程所消耗的时间无疑会占据很多空间旅行的时间段,所以时间跨度不会那么夸张。
这些人可能会说,由于宇宙飞船与地球相比是光速的,所以它的时间流逝得很慢。但同样,与宇宙飞船相比,地球不也以光速运行吗?这样,乘坐光速宇宙飞船到太空旅行一两年,回来可能只有几十天。
这样看来,似乎不容易下结论。事实上,狭义相对论虽然没有给出解释,但广义相对论却给出了具体的解释。我们研究的对象是宇宙飞船达到光速,宇宙飞船在加速和减速,所以宇宙飞船是非惯性参考。同时,在广义相对论中,跨越时间尺度是基于引力。而且飞船在加速、减速时所需的是一种引力,其引力明显大于地球,也就是说,仍然以光速运行的宇宙飞船时间过得更慢。
事实上,这可以从高能粒子加速器和GPS卫星调整距离得出类似的结论。那么话说回来,达到这个技术后,我们不仅可以来星际旅行,还可以来时间旅行吗?从这个角度来看,真的有可能有未来的人穿越到现在吗?
即使物体的运行速度真的能达到光速,我们也能在某种意义上穿越时空,但只能向前穿越,不能向后穿越。也就是说,无论何时何地,时间都是单向的,只有不同知识运行的速度。如果你想回到过去事情还是不可能的。也就是说,无论科技发展到什么程度,世界上都不会有后悔药。
事实上,如果我们真的想乘坐光速飞船,不仅对科学技术有非常严格的要求,而且对身体素质也是如此。在加速、运行和减速的过程中,我们必须经历巨大的压力和痛苦,这是对人体的巨大考验。别忘了,即使是现在的载人航天技术,对宇航员的身体素质也有很高的要求,绝不是一般人能做到的。
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