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本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。
导语:
人们的科技发展速度越快,对于这个世界的认知就越高。我们现在的科技水平比以前提高了很多,所以现在人们可以认识到的事物和以前相比也有了质的飞跃。爱因斯坦提出的相对论打破了人们对速度和时间之间的理解,以前大部分人都认为时间是永远不会变得,不管你的速度有多快,时间都是这样流逝。
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但爱因斯坦的相对论和这种观点完全不一样,相对论里面提出了尺缩效应和钟慢效应,而且这个理论还为我们提出了关于速度的最大值光速。
白天太阳出来的时候我们就能见到阳光,而且光的传播速度远超人们想象,我们在有光的条件下可以看清周围的事情是因为光的反射。在进行速度研究的时候,人们都知道光速是不变的。
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什么是“亚光速飞船”?人类驾驶它真的能一分钟返回地球吗?
在狭义相对论里面还有关于尺缩效应和钟慢效应的理论,尺缩效应简单理解就是对空间上两个点的距离进行测量,和人们选择什么样的物体做参考系有很大关系。
钟慢效应则指出了速度与时间之间的关联,一个物体的运动速度越快,它所相对应的时间反而会变慢,所以如果物体接近光速的话,或许可以实现时空的穿越。
基于这些理论,有不少朋友都在好奇一个问题:如果未来人类发明的飞船速度可以接近光速,在乘坐这种亚光速的宇宙飞船飞行了一分钟之后重新返回地球,我们还能不能看到现代人呢?
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假如未来真的研究出了亚光速的飞船,这艘飞船从地球上出发,在飞行的过程中逐渐加大自己的速度,最后让速度无限接近于光速。
这时候坐在飞船上的人或许能直观地感受到时间的变化,因为飞船的速度太快了,这种速度已经赶上了时间的变化,所以飞船上的人看地球会发现时间在变快。
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在地球之外飞行大概一分钟左右,人类可以控制亚光速飞船的速度,让它慢慢从亚光速的情况开始减速,直到落回地球。
飞船在飞行的过程中已经经历了很多次加速减速的情况,在接近光速的飞行下地球上的时间和飞船上发生的时间已经不一样了。
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有科学家还专门对亚光速飞船飞行的速度进行了模拟,如果要光速飞船,飞行的速度是光速的90%,飞船飞行一分钟,地球实际上已经过去2.3分钟。
如果飞船的速度是光速的99%,地球上过去的时间会增加到7.1分钟,大家光是这样看可能觉得没什么,毕竟这些时间都太短了。
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可如果飞船飞行的速度不断增加,持续到99.999999%,那飞船上经历一分钟地球上已经过去了7091分钟。
这样一看大家对于时间的概念是不是又增加了,虽然飞行的速度不可能达到光速,但却可以无限接近光速,速度越快,地球上过去的时间就越久。按照这样的理论推下去,亚光速飞船回到地球的时候很可能看不见现代人了。
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结语:
爱因斯坦的相对论提出之后刷新了人们对于时空之间的理解,这说明我们以前对速度的理解都是错误的。接近光速现在只是人们提出的设想,我们想要研究出达到光速的飞行器可能还要很长远的时间。
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