100光年的距離,如果飛船以光速飛行需要多久?結局出人意料
人類是地球上唯一的智慧生命,而人類的誕生也是為了探索這個世界,探索這個宇宙而來,這就是智慧生命存在的意義。人類真正開始了解這個世界,了解這個宇宙是從人類走進科技發展的道路之後開始的,這個宇宙有太多的秘密,最神秘的應該是空間和時間。
空間是距離,那時間是什麼?對於時間,我們很熟悉,同時對它又是如此的陌生,之所以如此是因為我們每天都在跟時間打交道,它時刻都在我們身邊,影響著我們。之所以陌生,是因為人類的時間概念是我們自己定義的,宇宙的時間到底是什麼,我們完全不知道。
每一位著名的物理學家幾乎都不會放過對空間和時間的研究探索。霍金曾經在自己的著作《時間簡史》中說過一個實驗,假設有100光年的距離,要用光速去飛行,那麼需要多長時間能夠到達?
可能很多人會說,100光年的距離,用光速來飛行,那不是需要100年的時間嗎?答案真的如此簡單嗎?事實完全不是,真實的答案並不是100年,有可能超過100年,也有可能只有幾秒或幾分鐘的時間,這是為什麼呢?
要解開這個謎團,我們先來看下偉大的物理學家愛因斯坦提出的相對論,愛因斯坦相地論提到了尺縮和鐘慢兩個效應,意思就是說任何物體隨著速度的不斷提升,它的時間也在不斷減慢,越是接近光速,時間減慢越明顯,當物體的速度達到光速的時候,時間對於物體已經失去意義,這個時候時間將完全停上,達到了所謂的永恆狀態。
了解完尺縮和鐘慢效應之後,我們再來看霍金說過的那個實驗,假如一艘飛船要前往100光年外的一顆行星探索,那麼當飛船在不斷加速的過程中,時間也在變慢,當達到光速的時候。對於旁觀者的人們來說,飛船上的人還處於時間的影響之下,時間還在流逝,100光年的距離仍然是飛行了100年的時間才到達。
可是對於飛船上的人來說情況就完全不同了,當飛船達到光速飛行的時候,由於時間對於飛船已經沒有了意義,時間處於停滯狀態,這個時候飛船上的人是完全感受不到時間流逝的。當飛船到達100光年外的目標行星時,飛船停上前進,而飛船上的人會感覺好像只是過去了幾秒鐘或幾分鐘。
那麼你說飛船以光速飛行了100光年的距離,到底用了多長時間?地球上的人認為用了100年,而飛船上的人則認為用了幾秒或幾分鐘的時間。到底哪個才是正確的?事實上,它們都正確也都是不正確,主要看站在什麼樣的角度去分析。
這就是空間和時間的奧秘所在,尤其是時間,它更是神秘和神奇。人類所處的空間是三維空間,科學家認為宇宙是多維度存在的,在三維之上還有四維,四維等。三維空間是由長,寬和高組成 ,那麼四維空間又是由哪幾個元素構成的。
科學家認為的四維空間是在三維的基礎上加了一個時間的概念。從此意義來說,四維空間有著對三維絕對的掌控權,由於四維空間有了時間的尺度,因此在四維空間里,能夠看到三維空間的過去,現在和未來。也就是我們通常所說的時空穿越。
當然,以上對於光速飛行狀態下,時間完全停上目前還只是理論猜測,到底真實的情況如何,現在還不知道。而光速飛行對於人類來說還是一個遙遠的夢。根據愛因斯坦相對論,物體的速度只能無限接近光速,而無法到達。原因就是當物體的速度接近光速的時候,質量也接近無窮大,同時需要的能量也是無窮大。
只有像光子這樣幾乎零質量的物質才能實現光速飛行,當然,有關光速受限理論是否正確,現在仍然是一個未知數。如果光速是不能突破的,那麼人類對宇宙的一切探索將毫無意義。飛船無法達到光速或者超越光速,我們能夠探索的範圍非常有限,連銀河系都走不出去,更不要說探索整個宇宙了。
要知道,人類現在的可觀測宇宙範圍達920億光年,如此廣闊的範圍可能只是宇宙的冰山一角,而整個宇宙之大可能超出我們的想像。試想要探索如此廣闊的宇宙,飛船的速度要達到多少才行?有可能需要上萬倍光速,上億倍光速這樣的超級速度才有可能。
由此可見,物體的速度極限絕對不是光速,一定有方法可以讓飛船實現光速飛行,超光速飛行。只是以人類現在的科技還無法做到。想要做到,首先我們要打破光速的限制理論,可是要打破這樣的偉大理論,人類可能要再誕生一個愛因斯坦這樣偉大天才的科學家才行。
科學的發展是沒有盡頭的,現在不可能實現的技術,未來未必沒有可能。古時候的人們也認為人類飛天是一個夢想,可是這個夢想被我們實現了。同樣的道理,現在我們認為物體的速度達到光速甚至是超光速飛行,也是一相夢想。可是在未來它們有可能同樣可以實現。
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