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光速飛船載人飛行100光年,需要多少時間?你能想到正確答案嗎


火星科學家光速飛船載人飛行光年,需要多少時間?你能想到正確答案嗎雖然我們每天都和光接觸,但是人類對光的認知,還處於初級階段,它是我們最熟悉也是最陌生的物質。那麼光的的本質到底是什麼...

- 2019年1月11日06時58分
- 科學文摘 / 火星科學家

火星科學家

光速飛船載人飛行100光年,需要多少時間?你能想到正確答案嗎

雖然我們每天都和光接觸,但是人類對光的認知,還處於初級階段,它是我們最熟悉也是最陌生的物質。那麼光的的本質到底是什麼?這是一個一直在科學界討論的話題,至今無人能對光的本質得出一個準確的答案。通過光,科學家又得出了兩個新的概念:光年和光速。

光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度,它的速度約為30萬千米每秒。而光年就是光在一年內行走的距離,這是一個對於我們來說非常龐大的一個數字。1光年為9,460,730,472,580,800米。


我們在地球上標準的距離單位是米,這是受限於地球的大小來度量的,但是到了浩瀚的宇宙當中,距離的基本單位是光年。由這個度量尺度我們就可以明白宇宙有多麼的浩瀚廣闊。光從太陽到達地球需要8分鐘,太陽系的直徑大約2光年,離地球最近的恆星系約為4光年。

在我們的認知里,光速是物體最快的速度,那麼有人提出了這樣一個問題:如果光速飛船載人飛行100光年,需要多少時間?可能很多人第一時間會回答:需要100年。這個答案正確嗎?如果通過數學公式來計算,這個答案沒毛病。但是到了宇宙這個時間和空間的結合體面前,情況就複雜了很多。

愛因斯坦曾經在自己狹義相對論中,提到了尺縮和鐘慢兩個效應,簡單來說就是任何物體在接近光速的時候,它的時間就會減慢,甚至有可能達到停滯,也就是所謂的永恆狀態。一個物體以光速飛行,對於這個物體本身來說,它的時間就是處於停滯狀態,不管飛行100光年還是1000光年,時間對於它來說都是一樣的。時間已經失去了意義。

兩樣的道理,光速飛船載人飛行100光年,從它出發到達目標,對於飛船本身來說,時間是停滯的,而坐在飛船里的人時間自然也是停滯的,他不會感到時間的流逝,可能只是感覺一眨眼的功夫,100光年的目標到了。那麼對於地球上的人們來說,飛船確實從地球出發已經100光年了,當光速飛船再次返回地球的時候,地球已經過去了200年,而太空人可能感覺只是過去了幾秒鐘的時間,他沒有老,還是和200年前一樣年輕。


因此,光速飛船飛行100光年到底需要多長時間,這需要從不同的角度去看,站在飛船本身的角度,它的時間可能就是幾秒,如果站在旁觀者的角度,它就需要100年。當然,這些只不過是站在現代科學範疇之內的一種解釋,至於飛船以光速飛行時,時間的流逝到底如何,相信無人知道。

現在只是從理論的角度認為光速飛行,時間就是停滯的,但事實是否真是如何,還需要未來人類真正實現了光速飛行,才能去真實體驗,那個時候我們才能夠明白是否真是如何。其實有不少人對於光速飛行,時間應付支停滯是抱有懷疑態度的。如果真是這樣,那一個人坐著光速運行的機器當中,那是不是就可以長生不老,實現永恆的生命,甚至到達幾千光,幾萬年,幾億年的未來?

如果光速飛行的物體時間真的是停滯不動的,那到過未來其實非常簡單,只需要你坐著飛船以光速環繞飛行,等到1000年,10000年以後再結束飛行,那個時候的地球已經過去了幾千年,上萬年,而對於飛船內的你來說,你並沒有感到時間的流逝,相當於進行了一次時光旅行,輕鬆到達了幾千年的未來。當然這只是一個單程票,去了未來就永遠回不來了,因為它並不是讓你真正穿越時間通道來實現的,而是利用了光速可以讓時間停滯的這個原理來實現的。

可能你認為,光速是無法實現的。但是站在宇宙的尺度上,光速只能算是基本速度,相當於地球的基本距離單位米。古人們沒有先進交通工具的時候,也會說地球好大啊,一輩子也不可能走到盡頭。但是現在我們有了發達的交通工具,地球的這點距離可以輕鬆走遍。


兩樣的道理,宇宙對於現在的我們來說浩瀚無邊,我們不知道宇宙的盡頭在哪裡,認為人類可能永遠也無法走到宇宙的盡頭。我們的這種認識其實和遠古時期的人們對於地球廣闊的認識是一樣的,事實上,宇宙之所以在我們的眼裡大到沒邊,那是因為我們的速度太慢,就好比古人出門都用腳走路一樣,這樣的速度你想走完地球,那肯定是不可能的。

那麼我們現在認知的物體的極限速度光速,放在宇宙尺度上,這個速度其實和古人用腳走路一樣,速度太慢了,這樣的速度永遠不可能走到宇宙的盡頭。要想探索整個宇宙,那就需要幾千倍,幾萬倍光速甚至更快的速度才行。只要有了足夠快的速度,走到宇宙的盡頭也不是沒有可能。

由此看來,光速並不算什麼,可能在我們看來這是物體的極限速度,但這是受限於現在物理家。而科學是在不斷進步的,今天正確的理論和認識,未來有可能就是錯誤的。現在我們認為的物體速度的極限是光速,可能在不久的將來就會被推翻,會有一套新的物理體系出來,那個時候物體的極限速度會是多少,可能就是遠超於光速。

這個道理其實很好明白,如果物體的極限速度是光速,這個理論是永恆的真理,那人類還發展科學幹什麼,發展太空科技幹什麼?科技再發達,我們的飛船速度也不可能超越珧速,我們能夠探索的宇宙範圍也只能局限在太陽系附近的這些星系,再遠的星繫到達不了,想要穿越銀行系需要20萬年。

如果真是這樣,相信科學家也沒有了奮鬥的動力,不管再怎麼努力,就是再過幾十億年,人類也不可能走出銀河系,這有什麼意義?科學家如此努力地不斷發展科技,說明在科學家的眼裡,光速並不算什麼,雖然現在無法實現,相信不久的將來會實現,未來也會實現超光速飛行,甚至更快的蟲洞穿梭。只要這樣,人類的奮鬥才有意義,才有探索宇宙的動力。


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