速度超光速為什麼會影響時間
❶ 超過光速時間會倒流是什麼理論
超過光速時間會倒流是愛因斯坦的光速不變定律。
愛因斯坦的光速不變定律,被無數次的實驗證實過。它決定了:速度的改變,時間流速必須跟著改變,只有這樣,才能保持光速不變。假設一旦速度超過了光速,那麼時間的流速將會出現負數,這樣,理論上時光就能倒流了。
時間倒流詳細介紹:
依此理論,我們不難想像,如果速度超過光速,時間流速就會出現負值,這就是傳說中的時間倒流,這在理論上成立的。但實際情況如何,目前還沒有一個可靠的答案。
超光速本身是理論上能夠成立的一個假設,時光倒流也因此而誕生。那麼普通物質(有質量有信息的)在普通時空里的速度超過光速後會怎樣,在物理界里有個概念叫反因果,也就是說,因果原理在這里不成立了。
理論物理上,的確有反因果和時間倒流這個概念存在。但是能不能用來解釋假想例子里超光速所導致的時間倒流,現在沒有答案。就算時光倒流和反因果都可行,這也並不代表你可以改變過去,或許只能看到,卻無力改變命運。
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❷ 為什麼說超光速就會時間倒流
當物質超光速時,負時間流逝在數學上是可行。
費曼解釋普通物質在正時間流逝方向的空間里存在,反物質在負時間流逝方向的空間里存在。我們所看到的湮滅,其實就是當普通物質在時間方向上轉了一個彎,相反時間方向行了(變成了反物質)。而我們所看到的大量高能光子就是在時空里時間轉彎所需釋放出來的能量:在時空連續體里創造一個裂口。
費曼這個解釋就是,我們現在所有的普通物質,包括我們(說的是我們的原子,不是整個人),終有一天會變成反物質(也就是我們天真的認為的物質反物質相碰湮滅),然後沿著時間倒流往回走。
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理論解釋
1、1905年,愛因斯坦在「狹義相對論」中這樣解釋一個「奇異」世界:我們所處的宇宙可以看成是一個四維時空,隨著物體運動的速度增快,時間流程將會變慢,空間尺度將會縮短。1915年,愛因斯坦進一步提出他的引力理論,叫作「廣義相對論」。
2、同樣在這個「奇異」世界中,在大質量物體(即強大的引力場)作用之下,時空結構會發生彎曲,時間流程也會變慢。
3、四維時間可以像三維空間一樣發生彎曲。1974年在美國杜蘭大學的提普勒(Frank J Tipler)就曾做過計算,一個質量很大、無限長的圓柱體,若沿著軸心以接近光速自轉,便可讓航天員造訪他自己的過去。
4、同樣的,這也是拖著光線繞著軸,以封閉曲線運動。1991年,美國普林斯頓大學的戈特(Richard Gott)則預測,宇宙弦(宇宙學家認為這種結構是在宇宙大爆炸初期形成)可以造成相似的結果。
5、科學家們研究發現:當宇宙飛船經過重力場時,把重力場的拉力轉換成推力,宇宙飛船在那段時間內,便可以以光速甚至超光速飛行。美國航空航天局(NASA)的專家們已經創立了「時空場共振理論」,這是以愛因斯坦和德國物理學家海森堡的「統一場論」為基礎建立的。
6、其要旨是:藉助電磁、重力、光速和時空共同演變的伸縮性,瞬間跨越時光。但是,就算真能超光速,狹義相對論也提到物體運動速度越快、長度變得越短,越趨近光速、越為顯著,此為「洛倫茲收縮」;而「廣義相對論」也提到,趨近奇點附近會受到強大潮汐重力場的作用。
❸ 超越光速為什麼時間會變慢,而不是變快
這個是因為我們之所以可以看見物體是因為光的反射,因為光反射得太快,導致我們看到物體的時候物體一直在反光,所以我們可以看到物體在動,而當我們到達光速時光的反射速度就和我們的速度一樣了,那我們再看動的物體就是靜止的,就和相對速度差不多,比如你跑10米/秒,我跑5米/秒,看起來你就跑得快,我就慢,如果我和你都是10米/秒,那我就和你一樣快了,所以如果超過光速,那光反射的速度還沒有你的速度快,相當於你已經走過了這個地方,光才把物體反射到你的視野里,所以相對於你來講時間就變慢了。
❹ 超過光速時間會倒流是什麼理論
時間和光速的話題是物理學科普領域的討論熱點。根據一種廣為流行的說法,一旦速度超過光速,時間就會發生倒流。那麼,為什麼有人會說超光速會讓時間倒流?時間不是一直在向前流逝嗎?
愛因斯坦沒有說過
超光速會讓時間倒流的說法其實源自於狹義相對論,但這是對愛因斯坦理論的一個嚴重誤解。根據鍾慢效應,速度越快,越接近光速的參照系,時間過得越慢,越趨於靜止,具體公式如下:
既然時間會隨著速度趨於光速而逐漸趨於靜止,那麼,這是否意味著當速度達到光速時,時間就靜止了呢?而當速度超過光速時,時間會開始向後流逝呢?
事實上,狹義相對論表明,宇宙中沒有光速參照系,只要是有靜質量的物質,想要達到光速甚至超過光速是不可能的。也就是說,時間靜止和時間倒流的推論都是錯誤的。
或者從鍾慢效應的公式中可以直觀地看出,當速度等於光速時,洛倫茲因子(1/√(1-v^2/c^2))的分母變為0,表達式將變得沒有意義。
而當速度超過光速時,洛倫茲因子的分母根號內為負數。雖然這在數學上可以用虛數來表示,但在物理學中沒有任何意義,現實中不存在含有虛數項的時間。
根據現有的理論,不但超光速不能讓時間倒流,而且時間向後流逝這樣的事情本身就不能發生。因為如果發生時間倒流的事情,就有可能出現祖父悖論這樣不能解釋的矛盾。
鍾慢效應和星際旅行
鍾慢效應確實存在,這是狹義相對論的一個重要推論,並且也得到原子鍾實驗的證實,導航衛星也需要考慮到這種相對論效應。事實上,未來人類可以利用這種效應實現夢寐以求的星際旅行。
宇宙空間非常廣闊,如果我們想要飛到成千上萬光年外的其他恆星系統,根據牛頓力學,即便用光速也要成千上萬年的時間。然而,根據鍾慢效應,如果宇宙飛船的速度可以加速到足夠接近光速,它只要幾年甚至幾天就能飛到對於地球參照系而言非常遙遠的星球上。
需要注意的是,宇宙飛船並沒有超光速,因為在出現鍾慢效應的同時,還會相應出現尺縮效應。根據亞光速飛船參照系,飛行距離只有幾光年甚至幾光天。
時間流逝的方向
總之,就目前所知,時間流逝是單方向的,只能向前。在熱力學中,可以用熵增原理來描述時間的前進方向。熵被用於表徵系統的有序度或者說混亂度,有序度越高或者說混亂度越低,熵越小,反之亦然。
根據熵增原理,孤立系統的有序度會不可逆地降低,也就是說熵會不可逆地增加。考慮一塊完好的玻璃,當它被打碎之後,混亂度會增加,熵也會隨之增加。在沒有外界的干擾下,玻璃是不可能自發復原的,所以熵增是必然的,這就是時間的流逝方向。
❺ 為什麼物體以超光速運動,時間就回縮短
從實際上說,人類的智慧尚不足以阻擋時間的飛進;而從理論上來說,時光倒流,回到從前絕非不可能。根據愛因斯坦的理論,時間和空間可以在光速中發生變化。所以,假如一個物體以30萬千米/秒的光速飛行時,空間可以縮短,時間可以變慢。加利福尼亞州立大學的一位物理學家通過計算後稱:人類從地球到達仙女』座需要20萬年,而在光速飛船上僅需20年。 那麼,這種美妙的事情是否會真的發生呢?回答是肯定的。因為科學家們已經發現宇宙中存在比光速還要快的神秘質點。 科學家們研究發現:當太空船經過重力場時,把重力場的拉力轉換成推力,太空船在那段時間內,便可以以光速甚至超光速飛行。美國航空航天局的專家們已經創立了「時空場共振理論」,這是以愛因斯坦和德國物理學家海森堡的「統一場論」為基礎建立的。其要旨是:藉助電磁、重力、光速和時空共同演變的伸縮性,瞬間跨越恆星際空間。到了那時,『時光倒流將不判寬再是個待解之謎。 .時光倒流的理論依據 人類的智慧至今尚不足以阻擋時間的飛逝,然而從理論上棚衡來說,時光倒流絕非不可能。 愛因斯坦證明,速度、時間和空間是相對的,只有光速是個常數。當物體的速度接近光速時,其長度就會減小,質量就會增加,時間就會放慢。由此推論,假如物體的速度與光的速度相同時,其長度為零,質量不會再增加,而且時間也就停止了。若物體的速度超過光的速度則出現時光倒流的現象。 若要想詳細的了解時光倒流情況,現在我們要知道以下4個關鍵詞。 ①新的時空觀、②「黑洞」③膨脹宇宙④「蟲洞」即時空隧道 關鍵詞1、新的時空觀,即日常所說的四維空間。什麼是新的時空觀呢?讓我們先做一個智力小游戲題:現在天文學界總結一條規律,叫宇宙學原理。內容是:「在宇觀尺度上,宇宙中物質的分布始終是各向均勻各向同性的。」或者說在宇觀尺度上,三維空間在任何時刻都是各向同性的。即:在三維空間中任何時刻各個星系團都是均勻分布的。 由這一原理你能得出什麼結論呢? 這一原理表明,宇宙中各處的演化都是類似的。因此我們的望遠鏡不僅在看空間也在看時間,不僅在看其他星系的歷史,也在看我們自己的歷史。 因為光的傳播需要時間。例如:距離我們16光年的牛郎星,我們通過天文望遠鏡看到的是他16年前的情景……。很顯然,空間、時間相互聯系都與運動狀態有關,它們組成新的時空觀。 關鍵詞2、「黑洞」,它是一種天體。有些恆星,在它一生的最後階段,強大的引力把其中的物質緊緊的壓在一起,密度極大,每一立方厘米的質量可達到數噸。由於他的質量大,半徑小,所以脫離速度非常大,大到以光速行駛的天體都無法逃逸。因此即使它發光,光線也無法進入太空,我們當然也看不到它。這種天體稱為黑洞。 當你觀察一個恆星坍縮並形成一個黑洞時,由於恆星的引力場,在恆星上的某人與在遠處某人的時間是不同的。讓我們共同設想以下情景來理解時間變長問題:假定在恆星的表面有一個勇敢的航天員,叫張三。正和恆星一起向內坍縮,他的夥伴李四坐在繞恆星旋轉的空間飛船里與張三聯系,張三按照自己的表,有節奏的、頻率為每秒一個字的說:「白日依山盡」,若說完「山」字時,恰好是11點整,恆星剛好收縮到它的臨界半徑,此時引力場已經強到沒有任何東西可以逃離出去。他的語言信號再也不能傳出去了。所以當11點快要到達時,李四發現從張三發來語言信號的時間間隔越變越長。當李四想要聽到11:00整的語言信號「盡掘和亮」字時,則需要等待無限長的時間。對於張三看來:是每秒說一個字。對於坐在空間飛船中的李四看來:時間間隔是越來越長,恆星發來的光線也越來越紅、越來越暗淡。最後灰濛蒙什麼也看不見……。感覺張三進入到另一個世界去了。 關鍵詞3、膨脹宇宙,有限無邊。 按照哈勃定律和多數科學家支持的宇宙膨脹學說,認為宇宙起源於一次大爆炸,原始的火球急劇膨脹同時並逐漸降溫,冷卻下來的物質不斷輻射逐漸凝聚成原子核,組成原子,分子,再逐漸凝聚成星雲、行星和恆星,形成星系團。 我們的宇宙究竟是膨脹的無限無邊的宇宙,還是脈動的有限無邊的宇宙?理論計算證明,存在一個臨界密度,如果宇宙中物質的密度大於,相互之間的萬有引力就足以使宇宙膨脹到一個極限值後再收縮,轉變為脈動的宇宙。如果宇宙中物質的密度小於,則相互之間的萬有引力就不足以使膨脹的宇宙轉化為收縮,宇宙將永遠膨脹下去。觀測結果表明,宇宙中物質的密度小於,說明我們的宇宙是無限無邊、永遠膨脹的宇宙。我們還有另外一個判定標准,那就是「減速因子」,這個因子描述的是宇宙膨脹速度的變化。觀測表明,宇宙的膨脹是減速膨脹,膨脹速度正變得越來越小。如果「減速因子」大於500/0,宇宙膨脹速度會不斷減小有朝一日會變為負的,這種宇宙是有限無邊的脈動的宇宙。如果減速因子小於或等於500/0,宇宙膨脹速度雖然會不斷減小,趨近於零,但不會為負的,這種宇宙是無限無邊的永遠膨脹的宇宙。觀測表明,減速因子大於500/0,說明宇宙是脈動的。即:說明現階段膨脹的宇宙以後會轉變為收縮。 不同的方法得出兩個完全相反的結果,到底哪一個結論正確?許多人相信「減速因子」的結論更為可靠。那麼,第一種方法中宇宙中物質的密度何以會小於臨界密度?現在的一般看法是,宇宙中可能存在著大量暗物質,我們目前的手段還看不見它們。如果把這些暗物質計算在內,宇宙中的物質密度將大於臨界密度。因此尋找暗物質,成為當今天文學研究中的一大熱點。 一旦尋找到暗物質,則說明:膨脹的宇宙,有限無邊。宇宙是膨脹到一個極限值後再收縮,是一個周期性脈動的宇宙。 關鍵詞4、時空泡沫,蟲洞可穿。 按照目前我們的最新認識,我們的宇宙大約起源於100~200億年前的一次大爆炸。宇宙從此誕生,時空、物質和能量同時出現。最初的時空呈泡沫狀結構,這些宇宙泡急劇的膨脹,每一個泡沫發展成一個宇宙。我們生存的宇宙,只是數不清的宇宙中的一個。原始的時空中的每一個泡沫都膨脹成一個像我們宇宙一樣的宇宙,泡與泡之間有被稱為「蟲洞」的所謂「時空隧道」相連。現代物理學認為,雖然宇宙泡大大的膨脹了,但是這些蟲洞依然存在。這就是說,我們的宇宙中保持有通往其他宇宙的時空隧道,只不過我們沒有發現。 現在——科學家們已經發現宇宙中存在比光速還要快的神秘質點;還發現,當太空船經過重力場時,如果把重力場的拉力轉換成推力,太空船在那段時間內便可以以光速甚至超光速飛行。一些專家以愛因斯坦和德國物理學家海森堡的「統一場論」為基礎建立、創立了「時空——場共振理論」,其要旨是:藉助電磁、重力、光速和時空共同演變的伸縮性,瞬間跨越宇宙空間。即時光隧道。「時光旅行」必須具備兩大條件,即「蟲洞」和「負面能源」。這是因為,宇宙間不同的時間和空間通過「蟲洞」可以互通,「負面能源」可以抗拒地心引力,用來打開「蟲洞」,穩定「時光隧道」。 研究表明,蟲洞有兩種。一種是永遠存在的洛倫茲蟲洞,它可能存在於黑洞中,或者其他我們不清楚的地方。宇宙飛船可以通過洛倫茲蟲洞前往另外的宇宙。當然蟲洞的兩端也可能都在我們的宇宙中。飛船可以從蟲洞的一端進去,再從另一端出來。這種蟲洞有可能大大縮短我們宇宙間兩點的距離。對於距離我們幾億光年的星系,如果我們這里有蟲洞與那裡相連,我們就可以到那個星系去旅行了。 另外一種蟲洞叫做歐幾里德蟲洞,它是瞬間存在的。我們可以不需要時間,瞬間穿過這類蟲洞前往其他宇宙。或者瞬間消失,並立即從宇宙的另一地方冒出來。當一個歐幾里德蟲洞的入口出現在某一學校門口時,可能會有一個學生突然消失,並一下子在首爾街頭露面(假如蟲洞的另一個出口在首爾),歐幾里德蟲洞還有可能連通過去和未來。允許人們往過去旅行。這就是說,一個人可能瞬間消失後,突然出現在秦始皇的身邊,相互嚇了一跳。也可能一個人瞬間消失後,2008奧運會的中國金牌總數他已經先睹為快了。相信有朝一日,人類不僅能夠遨遊宇宙,也能夠遨遊古今。