先說答案:如果你真的能以光速飛行,你将再也返回不了地球,因為即便是你的時間隻過去了一分鐘,地球也早已不存在了。别說地球了,整個宇宙都不存在了。這意味着你必須飛出宇宙才行,至于飛向哪裡我們不知道,但肯定與這個宇宙無關了。
但你存在的基礎就是這個宇宙,你本身就是宇宙的一部分,宇宙都沒有了,你肯定也就不存在了。矛盾就出現了,從這點上來分析,你想要光速飛行也是不現實的。
事實上,科學上分析,你也無法達到光速,隻能無限接近光速飛行。當你無限接近光速飛行時,要想再加速就需要無窮大的能量,甚至整個宇宙的能量都不行。
為何會這樣,需要首先從光說起,因為光就是這麼特殊。
在我們的傳統思維裡,速度都是相對的,必須有參照系才有意義。比如,我們開車時,儀表盤上都會顯示車速,實際上車的速度是默認為地面為參照系。
但是,偉大的麥克斯韋方程組推導出一個可以計算出光速的公式,這個公式中并沒有提到參照系,光速隻與真空的介電常數和磁導率有關,與參照系無關:
正是對麥克斯韋方程組的癡迷瘋狂研究,讓愛因斯坦有了靈感(當然,也并不是如此簡單),愛因斯坦大膽提出了:光速不變原理,強調光速是絕對的,不需要任何參照系。也就是說光速與任何速度疊加之後仍舊是光速。
“光速不變原理”這個基本前提,是狹義相對論誕生的基礎。
而之後科學家們的發現也驗證了“光速不變原理”這個前提的正确性,比如說著名的“邁克爾遜莫雷實驗”。
狹義相對論強調,我們固有思維裡關于“時間和空間是絕對的”的觀點其實是錯誤的,時間和空間是相對的,兩者都會随着速度的變化發生相應改變。
其實,“時間和空間是相對的”這句話比較容易理解,隻要你接受“光速不變原理”就行。
因為在不同參照系下觀察到的光的速度都是一樣的,參照系不同(也就是運動狀态不同),都能得到相同的光速,這說明肯定有其他東西随着參照系的不同而發生改變,以保持光速的絕對不變。
“其他東西”正是時間和空間。
狹義相對論表明,時間和空間不僅僅是相對的,兩者也是一體的,就是所謂的“時空”,兩者是一個有機的整體,是不可分割的。
速度越快,時間流逝就越慢,同時空間上也會縮短。這就是狹義相對論裡的“時間膨脹效應”(鐘慢效應)和“尺縮效應”。時間膨脹和尺縮效應是同時出現的,是平行關系。因為時間和空間是一體的,所以兩者必須同時出現。
利用上面的時間膨脹公式,我們可以很容易計算出來當我們乘坐飛船以亞光速飛行時,飛船的時間究竟會變慢多少。
當飛船的速度達到0.99倍光速時,飛船飛行一分鐘,地球上大約過了70分鐘!
如果速度達到0.999999倍光速時,飛船飛行一分鐘,地球上大約過了120個小時!
如果速度更快,無限接近光速飛行,飛船的時間就會趨于停止,而地球的時間将會無限加快。最終就會像文章開頭所說的那樣,飛船上的一分鐘,地球也會過去無限多的時間,地球早就滅亡了!
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