无限接近光速,无论多远的距离都可瞬间到达,哪怕是宇宙的边缘!
当人无限趋近于光速时,一触即达是可以实现的,不过人的运动速度是无法到达光速的。
自从爱因斯坦的《狭义相对论》出现之后,人类对于时间有了新的理解——我的时间并非是你的时间,即时间是相对的。时间的相对性跟观察对象的运动的速度有关。当有足够的能量使人无限接近于光速时,人就具有无限接近于光的属性,即时间凝固。(人能否成承受这里不考虑)先简单说一下再证明。
在我们看来太阳发出的一束光需要8分20秒才能到达地球,其实对于光来说仅仅只是一瞬间的事情。因为你所看到光到达地球,手表上指针走过的8分多钟,只是代表了你个人的时间流过了8分多钟,而光的“表”是不会走“字”的,并不是它的表坏了,而是它的一直处于凝固状态,或者说光的速度就是时空的标尺。如果人也拥有光的属性,那么对于人来说同样没有时间上的概念。在爱因斯坦的理念中,时间空间本为一体,所以就可以在一瞬间到达宇宙的任意一个角落。

下面我会从两方面入手,说一下“时间膨胀”是如何产生的:
(1)勾股定理证明速度时间膨胀效应。
(2)量子力学——被无视的光子
证明:光是如何做到的?
要说到有实验证据为依据,就要从1887年迈克尔逊-莫雷实验说起。这个实验很好理解,这两人弄了一个光的干涉仪(下图)。

(如下图所示)当一束光从光源射出之后,通过分光镜会分出另外一束垂直于原来方向的光,当垂直的光接触到镜面就会反射改为垂直向下。原来方向上的光,同样会接触到右侧镜面,反射之后返回时会经过分光镜,改变方向垂直向下。

因为同为光速,在仪器静止的时候路程也相等,所以这两束光会同时到达下端的干涉屏上,即图左。当仪器相对运动时,例如向右移动(上图右),在伽利略的相对性原理下,水平的光会产生速度的叠减:V(减少的蓝光) = u(原蓝光) - v(仪器移动速度),即蓝光的相对速度慢了,或者可以肉眼观察,仪器向右移动,蓝光的路程长了,所以蓝色光会晚到达。
然而在宇宙中并不存在绝对静止的情况,世界万物一直在动,如果万物不动,万物中的分子原子电子也在动,并且承载万物的星球也在轨道上移动,就像地球围着太阳动,所以这个实验的结果,应该是图右:不同时到达。然而实验结果却惊呆了众人,两束光同时达到,屏幕上没有形成干涉条纹(下图为结果)。

这个实验说明了光速并不会遵守伽利略的相对性原理,不会产生速度叠加或叠减。用一句话来总结就是:逆风的光不会更快,顺风的光也不会更慢,光速不变原理。
因此如果一艘飞船向右行驶,光在船中运动也不会产生向右的叠加速度。看下图,当光在飞船内由下到上,在飞船内的人看来它是直上直下的,而在飞船外的人看来光走的轨迹是斜线。

在一个三角形中,斜边与直角边,斜边更长。同样一个光子在飞船上的人看来,飞船的时间t(船)=s(直角边短)/c,在外人看来,地球上的钟表 t(地球)=s(斜边长)/c,因为光速c不变相同,所以可以判断出:
t(地球) > t(船),可见同一件事,在两个人看来发生的时间不一样,即两个人的时间流速不同。

我们把飞船运行的轨迹、光在飞船上的人眼里走过的轨迹、光在地球上人眼里走过的轨迹连成线,可以得到一个三角形,并由勾股定理得到地球上的时间与飞船的时间关系(很简单有兴趣可以自己算一下):

而两个时间的比值(t/t')则为下图部分,这部分叫做洛伦兹因子,因为是荷兰物理学家洛伦兹最先发表的。

也可以叫做修正因子,在相对论中除了时间的是不等的,质量、尺寸、速度都是相对的(如下图)。在质增效应中,可以发现v必须小于c,除非m0等于零,即静质量为0,速度才可以等于光速。然而人是有质量的,所以人无法达到光速(这个问题量子力学会重点说)。

可以说修正因子是体现高速运动物体,物理性质发生改变的问题,修正因子的曲线如下图所示。

由图可知,当物体运动速度无限趋近于光速时,而两个地方时间的比值(t/t')也趋近于无穷大,所以当飞船的速度无限趋近于光速,则t'(t船)无穷小,时间无限小则为无限接近时间凝固,拥有了光子的属性,无论哪里一触即达。
例如:当t=190亿光年时,地球上的人认为即使是光速需要花190亿年才能到达的地方,对于飞船来说,t'无限小,为无穷小的时间,也就是一瞬间到达。
量子力学证明
在爱因斯坦的《广义相对论》中,描述了质量可以使时空弯曲,产生了引力场,而光走的是类光测地线,也会跟随弯曲,所以引力弯曲的时空时间流速也会改变。(这里不赘述了)

在宇宙各处中存在一种场,叫做希格斯场,2012年科学家通过实验发现了希格斯玻色子的存在,于是确认了这种场的存在,希格斯玻色子也叫做质量之源,因为它赋予了基本粒子的质量。

正常来说基本粒子是没有质量的,而当它们在希格斯场中运动时,与场产生了相互作用,具备了一定的势能,于是粒子便有了质量。

有一种粒子除外,就是光子。光子不与希格斯场发生作用,所以光子的静质量为0,因此除了引力,它也不会受任何有质量的物体的影响。

同理,一个物质想要一触即达,也要免疫空间中的希格斯场的束缚。而人是由原子构成的,原子又是由原子核电子构成的,电子核又是由质子和中子构成的,质子中子又是由夸克构成的,夸克本身的质量又是在希格斯场中获得的势能,所以人无法到达光速,因为组成人的粒子一定受到束缚,想不受束缚除非不是人,改由光子构成。

当物体拥有巨大的能量来抵抗自身粒子受到的各种场的束缚,就可以无限趋近于光速,便可瞬息移动、一触即达,但是会不会“散架”就不好说了。
大家都在看
-
宇宙诞生时间大揭秘:一场跨越时空的探索 在人类对未知的无尽探索中,宇宙的诞生时间一直是一个极具吸引力的谜题。它大揭秘:就像一个神秘的宝藏,吸引着无数科学家和爱好者去挖掘真相。那么,宇宙究竟是什么时间诞生的呢?让我们一起踏上这场跨越时空的探索 ... 宇宙探索12-09
-
天文望远镜的演变史:人类探索宇宙的“神器”之路 你知道吗?我们今天能用望远镜看到遥远的星系、黑洞,甚至探索宇宙的起源,这一切都离不开几百年来不断创新的天文“神器”——望远镜。从古代的仰望星空到现代的超级望远镜,它的每一次突破都带领我们更接近宇宙的奥 ... 宇宙探索12-09
-
宇宙的奥秘探索:我们到底走了多远? 朋友们,你有没有想过,浩瀚的宇宙到底藏着什么秘密?从小仰望星空,看到那一颗颗闪烁的星星,心里是不是也会想:它们背后到底隐藏着什么?其实,关于宇宙的故事,就像一场永不停歇的冒险,充满了奇迹和谜题。今天就 ... 宇宙探索12-07
-
精妙绝伦的宇宙探索未解之谜 6个精妙绝伦的宇宙未解之谜,颠覆认知的星际谜题至今无解!宇宙浩瀚如穹顶,藏着无数超越想象的奥秘。从神秘的暗物质到诡异的黑洞奇点,从外星文明的猜想 to 宇宙的终极命运,这些未解之谜既牵动着科学家的探索神经 ... 宇宙探索12-03
-
用我们能读得懂的语言走进宇宙前沿知识——引力的了解和探索之中 在人类探索宇宙的漫长历史中,我们逐渐掌握了更多宇宙的秘密,宇宙的运行规则最终被归结为四种力,它们都非常神秘,难以理解,是宇宙探索的最前沿理论。而它们之中,引力与我们最为接近,也最容易被我们理解。它既是 ... 宇宙探索12-02
-
【标题】天文与宇宙探索带你走进神秘的星空世界,揭开宇宙的秘密 嘿,朋友们!你有没有想过,天上的那些星星到底藏着什么秘密?为什么我们能看到那么多星座?人类又是怎么一步步走进浩瀚宇宙的?今天就带你深入了解一下天文和宇宙探索的那些事,让你对星空有更酷、更震撼的认识!说 ... 宇宙探索12-02
-
70年后人类如何探索宇宙?中国科技馆“筑梦星球”展提供科幻答案 中新网北京12月1日电 (记者 孙自法)70年之后,人类会取得哪些重大科技突破?人们将如何进一步探索和利用宇宙空间?……中国科技馆最新推出的“筑梦星球”科幻主题展览,为这些问题准备了答案。最新推出的“筑梦星球 ... 宇宙探索12-02
-
从1912到2025,宇宙射线起源探索终突破,中国观测站功不可没 本文内容均是根据权威材料,结合个人观点撰写的原创内容,辛苦各位看官支持。2025年11月,四川稻城亚丁海拔4410米的高原上,LHAASO观测站的探测器突然记录到一串异常数据。这个由数千个闪烁体和水切伦科夫探测器组成 ... 宇宙探索11-30
-
无限与樊笼:论宇宙探索中的人类认知边界 文/星火燎原 在浩渺无垠的宇宙长河中,我们所在的银河系,是一个拥有数千亿颗恒星、横跨十万光年的宏伟天体系统。在其旋臂之上,我们的太阳、我们的地球,不过是这亿万分之一的微光。在人类有限的感知中,银河系的尺 ... 宇宙探索11-29
-
地球存在如此多威胁人类的问题,为什么还要投资探索宇宙呢? 当森林大火吞噬加州社区、气候变化威胁全球稳定、流行病挑战公共卫生体系时,质疑天文学研究价值的声音显得合情合理。毕竟,在2025年1月的加州山火中,损失超过2500亿美元,而美国林务局的年度预算却不足100亿美元。在这 ... 宇宙探索11-29
相关文章
- 中国航天再破局!卫星天团探索宇宙,千年谜题即将揭晓
- 中国“太空天团”将出征!四颗卫星开启宇宙终极探索之旅
- 宇宙有多大:探索无垠星海的奥秘
- 太空科技强国:探索宇宙的未来之路
- 空间站:人类探索宇宙的新前沿
- 利多星智投:从大气层内到宇宙深空的探索——航空航天入门指南
- 实践三十号卫星的成功发谢,为人类探索宇宙奠定了基础
- 探索宇宙的奥秘::从地球到星际的奇幻旅程
- 火星变“地球2.0”要多久?为什么比想象中更难一万倍?
- 人类文明仅1秒,凭什么敢探索138亿年的宇宙?
- 浑天仪:凝聚古人探索宇宙的智慧(字载匠心·惊艳时光的中国智慧)
- 从一束激光到量子奇迹:普通人也能看懂的纠缠实验全解读
- 人类是怎么用望远镜探索宇宙的?背后的原理到底是啥?
- 全国仅十几所!这 5 所天文学强校含金量拉满,探索宇宙就选它们
- 国内天文学三强高校深度解析:A + 学科背后的宇宙探索密码
- 宇宙探索:从火箭到火星的太空旅
- “多维宇宙探索”启幕,2025上海城市空间艺术季浦东分展区点亮张江
- 11部史诗级星际电影:探索宇宙的不同视角你看过几部?
- 探索“多维宇宙”,2025上海城市空间艺术季浦东分展区点亮张江
- 光速飞行未必能逃离银河,人类探索宇宙有多艰难?
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
