假如乘坐在1万倍于光速的飞行器在宇宙中飞行,相对于地球上的人类寿命延续多少?
第一根据相对论E=mc2你不可能达到或超过光速,物理的方法加速应为速度将使物体越接近光速质量越大,要驱动质量无限大的物体(达到光速)根本不可能,所消耗的能量比全宇宙的能量还相差甚远。我们在强子对撞机中能将亚原子颗粒以99.9%光速速度射出但怎样都达不到光速。
如果使用扭曲空间的加速法(如星际迷航中的曲速引擎)则时间不会改变不会改变。将面前空间缩小而将后面空间扩张(等于将你拉到他面前)与物理加速法无关则不违反相对论。
而如果将来真的能够达到光速或超过光速(爱因斯坦可能错了)最主要是在飞船上的人的时间会变慢如果外面的人拿望远镜往里看会发现里面的人静止不动一样,里面的一分钟可能是地球的亿万年当然他会赶到时间的前面。
可参考加来道雄的《超空间》霍金的《时间简史》
假设人类以光速飞行,是否可以瞬间跨越整个宇宙?
在1905年和1916年爱因斯坦分别提出了狭义相对论和广义相对论,打破了牛顿一直以来坚持的绝对时空观。
牛顿认为任何人在任何地方所经历的时间都是一致的,时间本身是不变的,爱因斯坦则认为时间是相对的,可以理解为每个人的时间可能是不同的,而造成这样的因素就是物体的运动速度和所处的引力场强度。
爱因斯坦的狭义相对论也可以理解为时空论,因为在相对论中,爱因斯坦将时间与空间通过光速不变原理这个跳板紧密的连接了起来,统一了时间和空间。
一个高速运动的物体,越接近光速效果越明显——时间变慢,运动方向尺度变小,这也就是说在理论上,当人达到光速飞行的时候,无论多远的距离,在感觉上都是瞬时到达的。
根据爱因斯坦的广义相对论,物体运动速度越接近光速,时间流逝越慢。那么理论上达到光速后,时间就会静止?
从理论上说,没有任何一种物体的飞行速度可以达到光速或者超越光速。
在质能方程中,爱因斯坦统一了质量和能量的关系,他认为质量和能量是一回事,质量里有能量,能量里有质量,从而提出了质能方程E=mc^2。
根据质能方程可以看出,如果一个物体的速度越接近光速,它所需要的能量就会趋近于无穷大,因此爱因斯坦的相对论直接提出“任何具有静态质量的物体的速度根本无法超越光速”。
由于经典力学曾经提出,物体的速度能够决定其动能,换句话来说就是只要动能够大,速度也能提升到光速,之前已经说了爱因斯坦的相对论和经典力学的观点是不一样的。
即使是一艘静止质量为0的飞船,它的速度也根本无法提高到光速,而且物理学们通过实验也发现,即使一颗质量几乎为零的电子也根本无法通过粒子加速器加速到光速,最多能够加速到接近光速。
当然,在现实中证实了无论物体的质量情况如何,它都无法加速到光速,更何况是现在人造飞船的质量那么大,能够有现在的速度已经是不错的了。
所以,通过狭义相对论和质能方程,可以得到,凡是静止质量不为0的物体,都无法达到光速。但光的质量为零,所以在达到光速时并不会出现无限大的质量。
但在狭义相对论中,物体如果达到光速,质量和密度就会变得无穷大,所以当飞船达到了光速,那么人类可能会被巨大的密度和质量撕裂。就像黑洞一样,因为黑洞密度大质量大,最大的特点就是吞噬一切。
当然,光速并非不可超越的,宇宙中也有很多的超光速现象,比如宇宙膨胀速度,而这个说法是针对于物质、信息、能量来说的。
也叫做钟慢效应,根据爱因斯坦的狭义相对论,当参照系的运动速度越快,时间流逝对速率越慢。
时间膨胀效应是爱因斯坦在相对论中提出的一个理论。在大家的潜意识里认为时间只是用来衡量物质运动的度量,而且任何事物都无法干预或者改变时间,那么膨胀是什么呢?
其实这个时间“膨胀”指的是引力和速度分别引起的时间膨胀。在爱因斯坦的相对论中提到时间与空间有着密切的关联,有质量的物体会使其周围的时空发生弯曲,通俗的来讲就是远离大质量物体的时钟要比接近大质量物体的时钟走的快。
而速度引发的时间膨胀指的是一个物体运动的速度越快,在观察者眼中,运动的物体的时间流逝就越慢,当物体运动的速度越接近于光速的时候,时间流逝就相对静止。
不过其中的“时间变慢”指的是高速运动物体的时钟相对变慢,而不是真正的“变慢”,时间的本质其实是“相对的”。
我们可以假设:如果一个人驾驶着接近光速的飞船在宇宙中飞行了一百年,而这个接近光速的飞船在飞行的过程中,我们地球有可能已经过去了一千年。
所以由速度引起的时间膨胀并不难理解,只要我们能够把握“相对”的这个观点就可以了。
狭义相对论中的时间膨胀效应其实在现实中也有表现,比如运动着的时钟的时间流逝速度会比较慢,而且时间膨胀效应已经得到了实验证实,所以时间膨胀效应可不是大家以为的一个猜想而是一个经过实验证实的科学理论。
在1971年,两位物理学家乔伊·哈夫勒与理查德·基廷就利用了一架客机做了一个实验,首先把4个极为精确的原子钟放在了即将飞行的这架客机上。
当客机飞行结束之后,再把这4个原子钟的时间与地面上的原子钟的时间进行比较,结果发现了客机上的原子钟时间流逝确实比地面上的原子钟慢了59纳秒。
虽然时间慢的不够明显,但是这个实验却可以证明时间膨胀效应。还有美国的宇航局也曾经利用卫星系统在太空中做过几次类似的实验,结果也发现地球引力场的时间与和月球引力场的时间存在一定差别,从而证明了时空扭曲和时间膨胀是真的存在。
于是爱因斯坦的“时间膨胀效应”再次被证实是正确的,但时间膨胀效应有个前提条件就是当物体的速度无限接近于光速,如果当物体的速度远小于光速时,时间膨胀效应将会不明显。
我们举一个简单的例子,并结合公式来看一下。
假设小红站在地球上不动,作为观察者观测小明。而小明以一定的速度v在远离小红。用to来表示观测者小红看到小明做的任何动作所花费的时间,t用来表示小明自己感觉经过的时间,c是光速。
一、当小明远离小红的速度为光速的0.1倍即小明的速度为30000000m/s时,to=1.005t,这就说明了当小明用1s来抬一下头,地球上的小红就过去了1.005s。
二、当小明远离小红的速度为光速的0.9倍即小明速度为270000000m/s时,可得到,to=2.294t,在这时候小红观察小明点一下头就需要2.294s了。
三、当小明远离小红的速度为光速的0.99倍即小明的速度为297000000m/s时,可得到,to=7.087t,在这时候小红观察小明点一下头需要7.087s了。
四、当小明远离小红的速度为光速的0.99999倍即小明的速度为299997000m/s,就得到了to=223.614t,而这时候小红观察小明点一下头就需要223.614s了。
不难发现,当小明运动的速度越接近于光速,时间膨胀效应就越明显。
所以,如果人类可以实现光速飞行,理论上可以瞬间到达宇宙中的任何地方,即使是930亿光年之外。但狭义相对论决定了有质量的物体无法达到光速,因此,我们只能无限的靠近光速。
我们如何才能穿越到平行宇宙?
平行宇宙并不是科幻小说作者灵机一动创造出来的概念,而是科学家们根据观测到的事实以及各种宇宙理论进行推理的结果。我们如何才能穿越到一个平行宇宙中去呢?答案是:穿越虫洞!假如水的表面代表了我们的宇宙,而我们就像是被困在水面上的一片树叶,漂浮在时空结构之上。但是,会有另一个宇宙坐落于水的底部,我们需要的就是连接两个宇宙的桥梁。但完全分离的两个水面间,会存在联系吗?我们知道水可以被扭曲成旋涡,这样就连接了顶部和底部。物理学家发现,正如旋涡一样,空间也可以弯曲,在两个平行宇宙间形成通道,这个通道即虫洞。现在,虫洞就是允许往返于两个世界之间的大门。但它们很不稳定,为了稳定它们,我们需要一种新物质,叫做负能量,负能量可以推开空间。负能量具有反引力的特性,当正能量想要坍缩这个虫洞,负能量则保持其稳定。但是你需要足够的负能量,才能正常穿越虫洞。为了制造虫洞,我们需要耗费恒星级别的能量。但是对于宇宙中的高级文明来说,这可能就像小孩子的游戏。他们可以用许多白矮星做成一个环,然后加速转动这个环,就能慢慢打开一个虫洞,这有点像扰动水面产生旋涡一样。最后,还需要在这个虫洞中加入一些负能量使其稳定,通向平行宇宙的大门就做好了。等到未来,相信我们人类能够实现这种技术。那么到时候,我们将不再是地球公民、银河系公民,而是多元宇宙的公民。
什么是平行宇宙?可以穿越吗?需要什么工具和条件?
平行宇宙是一个你正在阅读和本文完全一样的一篇文章。那个东西并非你自己,却生活在一个有着云雾缭绕的高山、一望无际的原野、喧嚣嘈杂的城市,和其它8颗行星一同围绕一颗恒星旋转,并且也叫做“地球”的行星上。他(她)一生的经历和你每秒钟都相同。然而也许她此刻正准备放下这篇文章而你却打算看下去。
这种“分身”的想法听起来奇怪而又难以置信,但似乎我们不得不接受它,因为它已为各种天文观测的结果所支持。如今最流行同时也最简单的宇宙模型指出,离我们大约10^(10^28)米外之处存在一个和银河一模一样的星系,而那其中正有个一模一样的你。虽然这距离大得超乎人们的想象,却毫不影响你的“分身”存在的真实性。该想法最初起源于很简单的“自然可能性”而非现代物理所假设:宇宙在尺寸上无限大(或者至少足够大),并且象天文观测指出的那样--均匀的分布着物质。既然如此,按照统计学规律便可以断定,所有的事件(无论多么相似或者相同)都会发生无数次:会有无数个孕育人类的星球,它们之中会有和你一摸一样的人--一模一样的长相、名字、记忆甚至和你一模一样的动作、选择--这样的人还不止一个,确切的说,是无穷多个。
最新的宇宙学观测表明,平行宇宙的概念并非一种比喻。空间似乎是无限的。如果真是这样,一切可能会发生的事情必然会发生,不管这些事有多荒唐。在比我们天文观测能企及范围远得多的地方,有和我们一模一样的宇宙。天文学家甚至计算出它们距地球的平均距离。
你很可能永远见不到你的“影子”们。你能观测到的最远距离也就是自大爆炸以来光所行进的最远距离:大约140亿光年,即4X10^26米--该距离为半径的球体正好定义了我们可观测视界的大小,或者简单地说,宇宙的大小,又叫做哈勃体积。同样的,另一个你所在的宇宙也是个同样大小的球体。以上便是对“平行宇宙”最直观的解释。每个宇宙都是更大的“多重宇宙”的一小部分。
如果要穿越----那么等上几千年吧!
宇宙是神奇而伟大的,在过200年人类是否能穿越宇宙
做为普通人来说,时间旅行和空间旅行是多么值得向往的美好梦想,在科学家的不断努力和探索下,这个梦想也许马上就会实现。
什么是平行宇宙?
在很多科幻电影里大家都会看到这样的情节:主人公利用一台可以穿梭往返于不同的时间和空间的时间机器穿梭于时空,改变历史事件的进程,然后世界就按照两种可能(改变前和改变后)发展了下去。也就是说一个人在回到自己的过那一时刻开始,宇宙的发展及演化就分成了两个平行的宇宙。这个人如果改变了历史,那么改变前的世界仍然存在,改变后的世界也同时存在——这就是平行宇宙理论最基本的理解。
1954年,一名年轻的美国普林斯顿大学博士研究生休-埃维雷特三世(Hugh Everett III)提出了这个大胆的理论:人类世界存在着平行宇宙。经过半个世纪的研究和探索,美国科学家认为如果可以利用这个理论或证明平行宇宙的存在,人类就可以实现时间旅行,可以实现三维,四维甚至多维空间的旅行。但是平行宇宙理论一直困扰着世界科学界,爱因斯坦、波尔等世界科学泰斗也没有对这一理论作出明确的定义,有关这一理论的争议也持续了半个世纪。
如何实现时间旅行和空间旅行?
在不久的将来,只要打破平行宇宙理论的瓶颈,人类就可以实现时间旅行和空间旅行。最新的宇宙观测表明,平行宇宙的概念并非一种理论。宇宙空间是无限的,时间也是无限的。在我们无法观测的宇宙深处,有和我们一模一样的宇宙和时间。空间并不只限制在四维,我们处在一个与我们意志相对静止的空间, 但是时间不同,在我们眼里时间是相对运动的空间,但是在平行宇宙的空间里,时间是可以突破和创造的。
平行宇宙理论的重要之处在于:自然界存在着大量不断分化着的平行宇宙。你犹豫着是该进A门还是B门?在一个宇宙中,你会走进A门,而在另一个宇宙中你会走进B门。在我们身边,存在着无穷多的我们看不到的平行世界。而我们所生活的世界就像收音机,假如我们能找到改变频率的按钮,我们就能像科幻故事中所描绘的那样,从一个宇宙穿行到另一个宇宙,从现在回到过去,从现在到达未来。