为什么接近光速时间会变慢
㈠ 为什么接近光速时间会变慢公式和原理
狭义相对论的结论之一是时间随着速度的增大而减缓
即Δt'=γΔt 式中Δt'是在静止参照系中Δt的时间间隔在v速度下的新时间间隔。
式中 γ=[1-(v/c)^2]^(-1/2) 可以看出时间随着速度的增大而减缓,当v→c时,时间间隔无限接近无限
根据狭义相对论2条假设
1:光速不变即任意参照系中测得光速都为c
2:参照系平权(狭义相对论指任意惯性参照系所得物理规律相同)
此外还有一些基本性质比如时空各向同性(时空各个方向性质相同)
现s参照系发出一束光,s'参照系相对于s参照系速度为v向正方向运动
根据假设2并规定 γ使得
s参照系光在t时刻的坐标x= γ(x'+vt') 1
同理s'光的坐标x'= γ(x-vt) 2
(y是坐标变换量)
根据光速不变有x=ct,x'=ct'
将1 2相 乘并代入x,x'的表达式
则 γ=[1-(v/c)^2]^(-1/2)
把2 带入1 得到t'=γt+(1-γ^2)x/γv
代入x=ct则t'=γt
即Δt'=γΔt
㈡ 为什么飞船接近光速的时候时间会变慢
1、这是相对论的内容
2、运动的尺子会变短,速率越快,变短的越明显
3、运动的时间会变慢,速率越快,变慢的越明显
4、越接近光速,变慢的就越厉害
㈢ 为什么运动接近光速后时间会变慢
在这里时间只是针对于观测者才有意义的东西,对于同一个事件不同的观测者观测它经历的时间不同,不允许讨论“究竟哪一个观测者观测该事件的经历时间更长”以及“时间到底变没变慢”,这样的问题是在牛顿体系的时空观下才有意义,既然承认了相对论,那么上述这两个问题是不允许问的,因为没意义~~~ 所以结论就是,时间的流逝速率相对于被观测的对象自己而已没有改变,只是它的时间流逝速率相对于其它观测者而言变慢了~~
麻烦采纳,谢谢!
㈣ 为什么速度接近光速后时间会变慢
这里存在一个定义错位。对于一般人来说,他们所谓的速度其实就是路程除以时间得到的那个量就叫做速度,我们根本不去考虑光速什么的,毕竟我们的生活每天就是,谈谈恋爱,打打lol。而在物理学家的定义里面,因为要考虑接近光速的超高速运动,定义的速度的计算是根据光速来算出来的,不是我们通常所讲的那个速度公式。那个速度除以时间得到的速度是一个简化版,而详细版的公式里面,那个速度不论怎么算,最大值就是光速。当然,为什么要那么算,因为只有那么算,才能自圆其说,如果不那么算,漏洞太多。当然现在也有很多人提出质疑(有科学工作者,也有迷信工作者,想出名的,想证明自己的,想没事找刺挠的,总之很多人啦)都在说什么超越光速,然而,这并没有什么用。大家普遍还是比较认可这个不可超越光速的说法。这只是一个说法,你如果是有爱因斯坦那么多闲工夫,你也可以去定义一个你的速度定义。然后你要想办法让你的理论自圆其说。这个答案你满意否?
㈤ 接近光速时间为什么会变慢
查看爱因斯坦的相对论
㈥ 为什么接近光速时间变慢
首先你必须知道速度与物体的质量成反比,与物体的长度成正比~~~
那么也就是说如果一个物体速度足够快,他的质量就会足够轻~~如果他与光速相等,他的质量将等于0~~~
知道这些后,你还需要知道E=MC2~~~
通过这个公式,当一个物体的质量越轻,他所携带的能量就越少~~如果他质量等于0,他将完全没有任何能量~~~~
拿人来说吧,一个人,没有任何能量,不吸收任何能量,也不放出任何能量,那么这个人将停止新陈代谢,停止生长~~~那么对于他来说,就等于永远停留在这一刻~~~用任何东西举例用以上方法解释皆成立~~~~~~~~
理论上说物体超过光速,质量为负,能量也为负~~~将可以回到过去~~不过现在提出最多的回到过去理论还是平行宇宙理论~~~~~~~~~~~
㈦ 为什么速度达到或接近光速时间就会变慢
相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论。它是现代物理学的理论基础之一。相对论是本世纪初由爱因斯坦等在总结实验事实(如迈克耳孙莫雷实验)的基础上所建立和发展。在这以前,人们根据经典时空观(集中表现为伽利略变换)解释光的传播等问题时,导致一系列尖锐的矛盾。相对论针对这些问题,建立了物理学中新的时空现和高速物体的运动规律,对以后物理学的发展有重大作用。相对论分为狭义相对论和广义相对论两大部分。1905年建立的狭义相对论的基本原理:(1)在任何惯性参考系中,自然规律都相同,称为相对性原理。(2)在任何惯性系中,真空光速c都相同,即光速不变原理。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时,应该满足洛伦兹变换,而不是满足伽利略变换。并由此推出许多重要结论,例如:①两事件发生的先后或是否“同时”,在不同参照系看来是不同的(但因果律仍然成立)。②量度物体的长度时,将测到运动物体在其运动方向上的长度要比静止时缩短。与此相似,量度时间进程时,将看到运动的时钟要比静止的时钟进行得慢。③物体质量m随速度v的增加而增大,其关系为
m0为静止时的质量,称为静止质量。④任何物体的速度不能超过光速c。⑤物体的质量m与能量E之间满足质能关系式E=mc2。以上结论与目前的实验事实符合,但只有在高速运动时,效应才显着。在通常的情况下,相对论效应极其微小,因此经典力学可认为是相对论力学在低速情况下的近似。在1916年又建立了广义相对论,其基本原理:(1)广义相对论原理,即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。(2)等价原理,即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。按照上述的原理,万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀(所谓时空弯曲);并由此建立了引力场理论;而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。从广义相对论可以导出一些重要结论,如水星近日点的进动规律;光线在引力场中发生弯曲;较强的引力场中时钟较慢(或引力场中的光谱线向红端移动)等。这些结论和后来的观测结果基本上相符合。近年来,通过测量雷达波在太阳引力场中往返传播在时间上的延迟,以更高的精密度证实了广义相对论的结论。相对论,具有重要的历史意义,但许多问题仍有待研究。
㈧ 为什么人在接近光速的飞船里会感到时间变慢
《科学世界》:众说时间旅行
本刊第9期《时间机器何时启程》一文中留下3个问题,读者对这些问题表现出了极大的兴趣,并积极参与讨论:到平行宇宙去旅行,成立一家时间旅行社;利用闪电的能量,或变成电磁幽灵。他们认为,这样就可以解决往返穿梭于过去和未来可能引起的悖论了。在等待科学家保罗·戴维斯设计的机器带我们去未来旅行的同时,让我们先看一看读者们异想天开的想法吧!
关于第一个问题:坐飞机变年轻
运用所提到的公式,可以得出:每一秒里可以赚得15×10-14秒。时间确实短得很!一个人乘飞机不间断地旅行一整年,时间才会慢约5微秒。
这个问题许多读者都算出来了。可以想象在通常情况下,每天以我们所能达到的最快的速度旅行,一生也年轻不了多少。
关于第二个问题:回到未来
对于在过去时间中的旅行,保罗·戴维斯提供的解答依据是虫洞,大部分读者认为这种设想非常新颖。但是,不可能利用一个虫洞到它被制造出来之前的时间中去旅行。如果我们今天建造一个虫洞,两端之间时间跨度相差100年,那么一个世纪之后,有人就可以回到2003年来旅行。
技术问题
许多读者同意这样的想法:到未来旅行是可能的,之所以没能成行只是由于一些技术细节问题。有读者说:“不可能有‘未来人’闯进来,因为时间机器不可能回到它还未问世时的时代。”也有人认为:“到过去旅行的人无法再回到未来,因为无论过去还是现在人们还无法到时间中旅行,这样旅行者就无法回到他的时代了。”
有读者明确地表示,“我们现在没有时间机器,未来的旅行家也就没有这么一站,他们就无法拜访我们。”
还有人认为存在着我们被时间旅行家光顾的可能性,“不过只有当我们将来在时间中旅行时才会知道。”
有人觉得,这个问题更加深刻:“用戴维斯构想的时间机器,我们只能到达过去的信息还未到达的一个点,而不是信息发出的源头!因此,后世根本不可能与信息源相互影响,我们不会遇上过去的‘他’。”
有人认为,只有不折返的未来旅行才是可能的,所以“我们能够遇到两类时间旅行家:地球上的时间旅行家和地外时间旅行家,但仅限来自过去的旅行家。”如果由于技术问题我们没能遇到第一批旅行者,那么对于第二批来说,可能会产生另外一个问题:“既然他们造出时间机器是为了前往未来,也许和我们的文明存在着差距,而且他们的文明程度要高出许多,那这种努力就不值了。”
要是“汽油”耗完了怎么办
针对到未来旅行,戴维斯提出的问题之一是能源。有读者认为这是个无法克服的障碍,“只要稍加计算,我就知道,如果利用氢作为飞船的推进剂,那么用量几乎是1立方公里。”
不过有人对于降低成本的可能性比较乐观:“为什么不利用闪电或飓风的能量?”
我们不知道保罗·戴维斯是怎么想的,不过我们应该问一问拿什么容器来盛下这些能量!
是疯狂还是……
“不知道会不会有人因为说自己来自未来而被送进了精神病院,而我的疑虑是就算有来自未来的时间旅行家,他会不会说实话呢?”有人在信中这样说道,“如果有一天有人敲我们的门,说他是我们的后代,我们中有谁会相信呢?”
还有人也有同样的看法:“也许我们现在已经有未来的旅行者了,而我们没有发现。那我们该如何区分呢?就算是他说他来自未来,又有谁会相信呢?”
有人想得更远:“我们设想自己就是时间旅行者,我们来到1930年。如果我们这么对人说话,他们会把我们当成疯子,把我们关进疯人院的!”
要疯一起疯
有读者更有想象力:我们不妨想象一下,在遥远的将来,时空旅行成了家常便饭。到那时,需要一家世界级的旅行社为我们安排一切。
“旅行社得分成两个具体的小组。一部分人搞行政,负责公关宣传和策划,另一组负责陪同科学家们和其他旅游团,不让未来的居民与他们过去的亲戚或其他什么人接触。”
有人想到了法律问题:“要有不干涉原则,避免时间旅行者被人认出来。”
有人提醒人们要谨慎:“时间旅行者要有预防措施,不要与要去的时间完全混淆起来。比如,一位时间旅行者决定要去中世纪,那他就要准备一身骑士盔甲,学点骑士风度,而且还要很健谈。”
有读者天真地认为,要有一些规则以避免冒失的时间旅行者干扰到他们正在访问的时代。“我觉得应当采取措施防止可能出现的干扰,避免通过较短的旅行与其他人见面。或许只需劝说过去的科学界设法避免旅行者们与其祖先直接接触。”
悲观人士
假如时间旅行不可能呢?不是因为技术问题,而是过去所处的是一个和我们的宇宙平行的宇宙。有人对此很信服,认为,“如果有人想要作时间旅行,巨大的磁场变形会令他记忆尽失。”还有读者认为时间旅行是不可能的。如果承认悖论,那就意味着不存在一个真实的宇宙,也就谈不上有科学理性的秩序。有人认为没有那么复杂吧,“宇宙的每一时刻中的所有东西都以绝对意义的现在时存在着。没有任何时间旅行!”
平行的宇宙
斯蒂芬·霍金提出的平行宇宙构想吸引了许多读者。有读者认为,“来自未来的旅行者只能进到一个平行宇宙的过去或现在,不会影响到我们的现在”。有的读者的想法更有趣:“一旦我们遇到自己的后代,自然力就会把我们甩入一个平行的宇宙,和旅行者一起离开我们的‘拷贝’ 。”
有人这样认为:“任何去过去旅行的人都会干扰历史,最终进入一个平行的宇宙,而不是我们的宇宙。”
有人提出一种解答,认为时间旅行者“会经历一种分子层面的转变,使之变成一种电磁幽灵,无法影响肉体和其他任何东西。”
有人虽不太相信时间旅行的可能性,但被这一理论深深吸引了:“我们的宇宙可能是无穷无尽的宇宙中无数个概然性变体之一,每一个都有自己的历史和生命。”
像电影一样
过去被描绘成不可磨灭的,所以是不能改动的。这是一些人的观点:“为什么我们要改变现状和修正过去的错误呢?我们只不过是旅游。”假如我们用胶片一张一张地把一个人的一生记录下来,那这部影片就是这个人的过去,是不能改变的,因为那是记录下来的。
有人也用胶片解释了在逆时间旅行时不可能和过去相互影响:“我们可以看见影片在向后倒,但不能进到胶片(旅行中所到之处)中去。”
关于第三个问题:谁的功劳
大卫·多伊奇(David Deutsch)想出的这个师生悖论是最令人头疼的。没有任何内在矛盾,也不知这个消息从何而来。多伊奇本人认为它切中自然的有序理性的要害,堪与永动机的想法相提并论。
有人认为功劳在教授
有读者认为:“从教授经历的这一系列事情来看,我们倾向于把它归功于教授。不过这也许不是发现权问题,一个理论,它的提出的具体方式根本无关紧要,重要是它被提出来。”
有读者风趣地说,“发现是没有源头的,它就这样存在着并成为宇宙的组成部分。”
也有其他人认为发现权应归教授:“没有他的发现,学生就没有什么可发表的了。可以说,是他对学生的帮助,使她后来发展与发表了这一解法。”
也有人支持学生
有人认为,这一发现属于事件发展第一个进程中的女学生。“在教授的时间旅行之后,由于认知过程变了,因此我们不能再把他视为同一人。”有人说,“如果她的大脑里没有产生这样的想法,那么教授永远也不找到描述这些解法的资料。”
在有些人看来,这是毫无疑问的,因为“返回到过去的惟一目的是把解法教给他的学生,这样会导致教授的另一个过去”,两者之间彼此没有任何影响。
多维旅行
不过,读者的创造性思维还不止这些。
有人还提出了新的问题。比如有人怀疑“是否存在实际的时间”, 并做出富有哲理的总结:“有时真实会远远超越虚幻。最新的物理研究表明,我们生活在一个11甚至更多维度的世界上。那我们为什么要谈论时间旅行而不是维度旅行?而且是在所有的维度!”
多么有意思的想法!一切还要等专家们造出时间机器。
三个问题
1.在相对论看来,任何移 动都是时间旅行,速度越快,时间旅行效果越明显。所以,如果我们愿意的话,今天我们所有的人都可以进行时间旅行。乘坐普通航班进行的一次飞行就是一次短暂的时间旅行。
实际上,在天空中飞行者的时间过得比坐在家里的人的时间慢,这种差别虽然人们察觉不到,却可以测量出来,它随着速度的加快而增大。
一个人如果乘平均时速为600公里/小时的飞机旅行,那么他能年轻多少呢?
计算在运动中时间放慢的具体数值可采用以下公式:
其中V为运动物体的实际速度,C为光速。
2.与乘飞机旅行相比,当谈到时间旅行时,人们想到的都是在过去或未来的时间中跨出一大步。如果我们确实在建造一台可以让人在过去时间中旅行的机器的话,为什么从来没有人遇到过正在进行未来时间旅行的自己的后裔呢?这是斯蒂芬·霍金提出的一个问题,你们知道该如何回答他吗?
3.时光飞逝50年,时间旅行已经成了人们司空见惯的事。2050年的一位数学教授受好奇心的驱使前往2060年旅行,在他所在学校的图书馆里,他发现了一个爱因斯坦方程式令人惊奇的解法,这个解法刊登在《科学世界》上,作者是一名年轻的女学生。
对这一发现激动不已的教授回到2050年,寻找那位女学生,结果在一年级的学生中找到了她,教授向她描述了那个方程式的解法。
女学生学会了这个解法,于是把该解法刊登在了《科学世界》上。
教授这一发现的真正来源是什么?
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“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个是以高速进行运动,由于这种运动而造成的时间扭曲,狭义相对论对此做出了解释。如果我们有一艘速度达到光速99.99999%的飞船,就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果,它与着名的“双生子佯谬”有关,也是爱因斯坦理论的一个直接结果。孪生兄弟中的哥哥以接近光速开始其太空旅行,而弟弟留在家里。哥哥到达10光年以外的目的地之后立即以同样的速度返航。
对于留在地球上的弟弟来说,时光流逝了20年,也就是哥哥以近光速旅行所花去的时间。但对于旅行中的哥哥来说,时光流逝的速度却要慢得多。事实上,相对论告诉我们,时间会随着速度的增加而放慢步伐。对于哥哥来说时间仅仅过去了3年,当他回到地球上时,就会发现自己已经跨进了17年后的未来时光中。
按照这些理论,人们能够以非常接近光速的速度旅行,但实际上可以达到这么高的速度吗?
在这方面没有任何禁区,只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9%,需要使用100亿亿焦耳,这相当于全人类几个月的能源生产总量。”
进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。
因此,只要我们拥有必要的资本就可以向未来出发?
“我不排除我们能做到这一点,在太空中有取之不尽用之不竭的能源,只要我们去开发它们。这实际上成了一个政治问题:做出对太空进行必要的技术研究和开发的决定,以便使人类能够利用宇宙中大量的能源。但是还有另外一个问题:以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来。事实上,假如我们的超级宇宙飞船到达了公元3000年后再返航,有可能只会在地球的未来时光中又跨出了一大步。”
这是因为时间旅行并不取决于运动的方向,而只取决于它的速度。
可在过去的时光中旅行的可能性引发了一些真正的、令人着迷的、从表面上看又无法解决的矛盾。最简单的就是:一名时间旅行者回到了过去,杀死了当时还是个女孩的亲生母亲,可这样一来,他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境,建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。斯蒂芬·霍金以他的“时序保护臆测”给这个问题划上了一个句号:自然界总会找到一个阻止人们到过去的时光中去旅行的办法。
保罗·戴维斯则相信随后的事件可以影响先前的事件,但前提是只有那些没有因果关系的事件之间才能形成一些闭合的时间线。比如,一位富豪的财富来自于1个世纪前帮助过他曾祖母的施恩者,他乘时光飞船到过去的时光中去寻找这位好心人,在见到曾祖母之后他向对方说明自己是个时间旅行者,为使对方相信,他给曾祖母看了一张他从未来时光带来的报纸,曾祖母看到了报纸上面的股票价格后开始投资股市并因此而给后代带来巨大财富,富商终于明白自己就是那位施恩者。这个例子对于戴维斯来说并不是一个问题,但弑母的那位时间旅行者带来的难题就无法解决了,任何人都不可能杀死自己的先辈。
时间旅行问题专家大卫·多伊奇(David Deutsch)则用量子物量学的一些定律来解答这些矛盾。在亚原子世界里,量子的不确定性占主导地位:一个电子撞击一个质子既可能转向左边也可能转向右边,其间并无规律可循。在一些物理学家看来,这种不确定性造成了宇宙的多重性,每次一个电子转向右边的时候就和一个转向左边的电子形成一个新的宇宙。在多伊奇看来,前述的矛盾可以同样的方式来解决:如果时间旅行者干预了历史,宇宙就会分成两个或更多的分支,那个被杀死的母亲就会到另一个平行的宇宙里,而不会进入到弑母者归属的那个宇宙中。
在下认为,时间旅行时不可能的
㈨ 光速和时间有什么关系,为什么越接近光速时间过的越慢
光速是速度的极限,即人类能够感知到的速度极限。有质量的物体无法加速到速度极限,因为质量会变得无穷大,这里速度与质量的关系可以看成是双曲线,越接近坐标轴,斜度越低,所以只有没有质量的物质才能达到光速。如光子,电磁波,磁场等没有质量的物质。都知道,物质的质量越大,要让其速度发生改变就需要更大的能量,速度越快,质量越大,越难以改变速度。
人类感知质量的能力是固定的,那么人在接近光速的时候,无法感知到质量发生了变化,但实际上物质的量会增加,速度会很快,但人类却觉得速度并不快,实际移动的距离却大大增加,这种情况就是时间变慢,也可以称之为时间加速。
㈩ 为什么飞船接近光速的时候时间会变慢
首先,时间也是物理存在的,不是纯粹逻辑的存在。就比如速度就是一个确定的物理量,它是由距离对时间微商得到的。如果时间只是逻辑的存在,那么速度岂不是也是逻辑存在了呢?如果你想从比较本质的层面上理解时间在物理学世界的意义,又不是很专业的话,建议你看《时间简史》,里面对于时间作为类似空间坐标和时间箭头的讨论很到位。
物理学的很多基本定律(牛顿定律,热力学第二定律,电动力学,量子力学,相对论……)基本都要和时间有关,如果时间只是逻辑存在,那么讨论这么多就没有意义了。你比如说钟表,就是用一些物理过程的性质来记录时间的。这些物理过程有其固有的时间性质,比如单摆,晶体振动等等。它们所具有的稳定的物理周期,就是时间的物理表现之一。而且人类的感知等一切生理活动(感知和思维也是由脑部化学变化决定的)和衰老也是遵循相同的定律的,所以时间这个物理量也对人有效
第二,任何物体只要有速度,时间都会有变化,只是低速时候不明显而已。已经利用喷气式飞机和超精密原子钟进行过验证实验,的确在地面上的钟比飞机上的走的快了一点点。
第三,这部分推导很复杂,牵扯到洛仑兹变换和光速不变原理。但是其实,飞船上的人并没有感觉到时间有变化,只是飞船上的时间和外界时间比较,就有了差别。
第四,目前的物理学只是发现了这个定律,至于为什么会有这样的定律存在在这个宇宙里,我们还不知道。我们现在只能说,就是时间有变化,变化规律是什么什么什么(就是相对论的内容),但我们不知道为什么它会按照这个规律变化。或许将来有更深层次的理论可以给出,为什么会按照这个规律变化。也就是说,我们只是发现了相对论,还不知道为什么相对论是这个样子。