1无限接近光速飞行，无论多远都能瞬间到达，你知道为什么吗？

发布者：一叶扁舟 2023-7-18 07:26

牛顿的经典力学体系，体现的是绝对时空观，也就是说时间和空间是绝对的，你感受到的一秒与我感受到的一秒是完全一样的。

绝对时空观非常符合我们的日常生活经验，也与我们的预期完全相符。

不过，当爱因斯坦的相对论横空出世之后，绝对时空观完全被颠覆。爱因斯坦告诉我们，时间和空间并不是绝对的，两者是相辅相成不可分割的。

严格来讲，每个人感受到的时间流逝速度都是不一样的，也就是说，你的时间只是你的时间，并不是我的时间，因为时间和空间都是相对的。

时间的这种相对性与不同参照系下物体的运动速度快慢息息相关。简单来讲就是，速度越快，时间流逝得越慢。这就是时间膨胀效应或者钟慢效应。

如果你的时间无限接近光速，时间就会戛然而止。

有人可能会提出这样的疑问：太阳光到达地球大约需要8分钟的时间，太阳光以光速飞行，它的时间为什么没有停止？

注意，这里的8分钟只是在人类眼里，也就是以人类或者地球为参照系。但是对于太阳光来讲，是不需要时间的，一瞬间就能到达地球。

所谓的8分钟只是我们的时间过去了8分钟，而如果太阳光携带一个表，它的时间就是静止的，在我们眼里是静止的，表的指针一动不动，彻底凝固了。

如果我们人类也能以光速飞行，我们的时间相对外界也彻底静止了，无论跨越多么遥远的距离，都可以瞬间到达。

光速为何如此霸道？为何拥有如此不可思议的特性？

这一切都是基于光的一个特性：光速不变原理，这个原理也是狭义相对论诞生的基本前提之一，另一个前提是相对性原理。

如何理解光速不变原理？

用通俗的语言解释是这样的，光速不会与其他任何速度叠加，或者说光速与其他任何速度叠加之后仍旧是光速。

举个例子，我静止在地面上，你以0.5倍光速离开地球，在我眼里你身上发出的光的速度并不是光速加上飞行的速度，并不是1.5倍光速，而仍旧会是光速。

那么，光速不变原理是如何推导出时间膨胀公式的呢？其实很简单，只是个简单的几何运算。

假设你乘坐一艘飞船飞行，如果一粒光子在飞船内从上到下来回运动，飞船里的你会看到光子是垂直运动，但是对于飞船外的我来讲，由于光速是不变的，我会看到光子的轨迹是条斜线。

在直角三角形中，斜边更长。对于飞船里的你来讲，飞船的时间就是直角边s除以光速c。但是在我眼里，地球上的时间t等于三角形的斜边s除以光速c，很显然，你的时间变慢了。

那么你的时间到底变慢多少呢？根据勾股定律，很容易用一个公式表示：

结果就是下面的公式，也就是时间膨胀公式，推导过程并不复杂，初中数学水平就可以推导出来，这里就不再详述了：

由于时间和空间是一体的，所以除了时间不一样之外，空间和质量也不一样。除了时间膨胀，还会出现尺缩效应，质增效应等。

从公式中可以看出，当你的速度无限接近光速时，时间无限膨胀，飞船的时间变得无穷小，无限接近停止。既然时间都停止了，也就表明不管多远的距离，你都可以瞬间到达，哪怕是宇宙的边缘，也是一眨眼的功夫。

但是狭义相对论也表明，有静质量的物体是不可能达到光速的，只能尽可能接近光速。而静质量为零的物体，比如说光子，生下来就是光速，而且必须以光速飞行，没有任何加速过程。

那么光子的静质量为什么是零呢？物体是如何获得质量的呢？

这里不得不提到希格斯场和希格斯粒子。宇宙中充满了希格斯场，希格斯场的扰动就形成了希格斯粒子，也被称为上帝粒子，正是它赋予了万物以质量。

基本粒子本来是没有质量的，本来都应该像光子那样以光速飞行，但正是因为希格斯粒子的存在，基本粒子会与希格斯粒子发生作用，会获得一定的势能，也就拥有了质量。

而光速不会与希格斯粒子发生作用，所以光子的静质量为零，以光速飞行。

理论上讲，任何物体想要达到光速，必须摆脱希格斯场的束缚，不会希格斯粒子发生作用。但这是不可能的，因为万物都是由最基本的粒子组成的，比如说夸克，夸克的质量就是与希格斯粒子发生作用获得的。组成人体的基本粒子都会受到希格斯粒子的束缚，所有我们无法以光速飞行。

当然，如果非得以光速飞行，也不是不可能，把我们的身体结构全部改成光子就行了，不过这样一来我们就不是我们了，生命也就不存在了！

地球 宇宙 阿尔伯特·爱因斯坦 相对论

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