相对论:光速飞行时间静止,如果时间静止了人还会感觉到饿吗?

发布者:不虚此行 2023-4-11 06:09

对于狭义相对论中强调的“光速飞行”和“时间膨胀效应”(比如说光速飞行时间静止),不少人总会有误解,或者说理解的不够严谨,往往会“仅凭字面意思进行主观的判断”。

首先飞船绝对不会达到光速,因为狭义相对论告诉我们:任何静质量不为0的物体是不会达到光速的,这由质量效应公式:

(其中m为物体质量,m0为物体静质量,V为物体运动速度,C为光速)可以看出,物体运动速度V越大,式子的分母越趋向于0,物体质量m越大,如果V=C,m将变得无穷大,这样全宇宙的能量用来驱动物体运动都不够,因此这是不可能的,这就是光速限制原理。

达到光速是不可能的,咱就来说说非常接近光速时的情形吧:飞船运动接近光速,在地面相对静止的观察者看来它的时间确实变慢了,并且它的速度越接近光速时间越慢,飞船里的人的动作非常迟缓,一个喝水的动作好久好久不动。但飞船里的人却并没有觉得慢,相反在他看来,那相对静止的观察者的时间变慢了。他觉得飞船里的一切都非常正常,时间流逝的速率像在地面一样,很快到了中午吃午饭的时候,从早上告别地球的亲人坐上飞船到现在有六七个小时了,肚子感觉很饿,感觉能吃下一头牛,先喝点

水润润嗓子……。

上面的事情是很可能发生的

,这是狭义相对论所说的“钟慢尺缩”效应,而时间的同时性具有相对性,飞船的人和地面观察者处于两个不同的参考系,对同一事件的观察结果是不一样的,对事件发生的时间和时间间隔的判定都是不一样的。飞船上的人与地球上的人观察对方,都会觉得对方的时间变慢了,这并不矛盾,因为两者处于两个完全不同的参照系,比较他们的判断结果没有意义(深层探索就是著名的“双生子佯谬”,详见文末专栏)。

咱们把飞船的速度再加大,飞船的人觉得这次加的速非常大,应该超过光速了(当然他没有测量),可在地面观察者看来,飞船的速度仍然没有达到光速。这个事实说明:不是我们飞船没有“达到”30万千米/秒的速度的能力,而是即使“达到”了,但从任何参考系看来,飞船仍然没有达到光速。而光对于这个速度的飞船来说仍然是光速。也就是说飞船永远追不上光,即使飞船超过30万千米/秒的速度了(当然这是不可能的,这么说是为了更好的理解),光对于飞船来说仍然是光速,这是对光速限制原理的更深认识。这个原理不是相对论规定的,也不是爱因斯坦规定的,而是一个宇宙规律。

既然达不到光速,在任何参考系看来飞船的时间都不是静止的,尽管很慢。在飞船里的人看来时间更不是静止的。现在我们就顺从很多人的想法再延伸一下:即使在地面观察者看来飞船达到光速了(还是要强调,这是不可能的,这么说是为了更好地诠释相对性),飞船的时间静止了(实际上并没有任何证据能证明飞船达到光速时间就会静止),但在飞船里的人仍然丝毫没觉得时间变慢,哪怕是“达到”光速的那一刻。因为飞船的所有东西包括人相对于飞船这个参考系的速度是静止的,人在飞船里并没有感到时间变慢。可见即便飞船以光速运动(这是不可能的),在地面看来飞船的时间静止了,但对于飞船里的人来讲时间仍然是正常的。

所以时间不静止,他就仍然会感到肚皮饿,除非他是死人。反过来说肚皮饿就是一个变化的东西,说明时间没有静止。如果时间静止了,肚皮怎么会饿?因此题主所说的“时间静止了人肚皮会饿吗?”这句话本身就有答案。

上面只是打个比方,千万不要当真。实际上飞船真能达到光速,即真能追上光,那时间也不会是静止,而是不存在了,记住时间是压根不存在了。宇宙对于这个飞船以及飞船里的人来讲崩塌了,一切宇宙规律都束缚不了他们了,对于他们来讲,不但时间不存在了,空间也不存在了。人都不以时空的方式存在了,哪还会感觉到饿?

综上,飞船是达不到光速的,时间也是不会静止的。即使时间静止了,人的时间也不会静止,人的肚皮照常会饿。即使非要假设飞船达到光速了,时间也不是静止了,而是不存在了,自然不会感觉到饿了!!

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