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先说答案:如果你真的能以光速飞行 , 你将再也返回不了地球 , 因为即便是你的时间只过去了一分钟 , 地球也早已不存在了 。 别说地球了 , 整个宇宙都不存在了 。 这意味着你必须飞出宇宙才行 , 至于飞向哪里我们不知道 , 但肯定与这个宇宙无关了 。
但你存在的基础就是这个宇宙 , 你本身就是宇宙的一部分 , 宇宙都没有了 , 你肯定也就不存在了 。 矛盾就出现了 , 从这点上来分析 , 你想要光速飞行也是不现实的 。
事实上 , 科学上分析 , 你也无法达到光速 , 只能无限接近光速飞行 。 当你无限接近光速飞行时 , 要想再加速就需要无穷大的能量 , 甚至整个宇宙的能量都不行 。
为何会这样 , 需要首先从光说起 , 因为光就是这么特殊 。
在我们的传统思维里 , 速度都是相对的 , 必须有参照系才有意义 。 比如 , 我们开车时 , 仪表盘上都会显示车速 , 实际上车的速度是默认为地面为参照系 。
但是 , 伟大的麦克斯韦方程组推导出一个可以计算出光速的公式 , 这个公式中并没有提到参照系 , 光速只与真空的介电常数和磁导率有关 , 与参照系无关:
正是对麦克斯韦方程组的痴迷疯狂研究 , 让爱因斯坦有了灵感(当然 , 也并不是如此简单) , 爱因斯坦大胆提出了:光速不变原理 , 强调光速是绝对的 , 不需要任何参照系 。 也就是说光速与任何速度叠加之后仍旧是光速 。
“光速不变原理”这个基本前提 , 是狭义相对论诞生的基础 。
而之后科学家们的发现也验证了“光速不变原理”这个前提的正确性 , 比如说著名的“迈克尔逊莫雷实验” 。
狭义相对论强调 , 我们固有思维里关于“时间和空间是绝对的”的观点其实是错误的 , 时间和空间是相对的 , 两者都会随着速度的变化发生相应改变 。
其实 , “时间和空间是相对的”这句话比较容易理解 , 只要你接受“光速不变原理”就行 。
因为在不同参照系下观察到的光的速度都是一样的 , 参照系不同(也就是运动状态不同) , 都能得到相同的光速 , 这说明肯定有其他东西随着参照系的不同而发生改变 , 以保持光速的绝对不变 。
“其他东西”正是时间和空间 。
狭义相对论表明 , 时间和空间不仅仅是相对的 , 两者也是一体的 , 就是所谓的“时空” , 两者是一个有机的整体 , 是不可分割的 。
速度越快 , 时间流逝就越慢 , 同时空间上也会缩短 。 这就是狭义相对论里的“时间膨胀效应”(钟慢效应)和“尺缩效应” 。 时间膨胀和尺缩效应是同时出现的 , 是平行关系 。 因为时间和空间是一体的 , 所以两者必须同时出现 。
利用上面的时间膨胀公式 , 我们可以很容易计算出来当我们乘坐飞船以亚光速飞行时 , 飞船的时间究竟会变慢多少 。
当飞船的速度达到0.99倍光速时 , 飞船飞行一分钟 , 地球上大约过了70分钟!
如果速度达到0.999999倍光速时 , 飞船飞行一分钟 , 地球上大约过了120个小时!
【乘坐光速飞船离开地球,一分钟后返回,地球时间过了多久?】如果速度更快 , 无限接近光速飞行 , 飞船的时间就会趋于停止 , 而地球的时间将会无限加快 。 最终就会像文章开头所说的那样 , 飞船上的一分钟 , 地球也会过去无限多的时间 , 地球早就灭亡了!
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