光速和时间有什么关系,为什么越接近光速时间过的越慢

2024-05-09 19:59

1. 光速和时间有什么关系,为什么越接近光速时间过的越慢

光速是速度的极限,即人类能够感知到的速度极限。有质量的物体无法加速到速度极限,因为质量会变得无穷大,这里速度与质量的关系可以看成是双曲线,越接近坐标轴,斜度越低,所以只有没有质量的物质才能达到光速。如光子,电磁波,磁场等没有质量的物质。都知道,物质的质量越大,要让其速度发生改变就需要更大的能量,速度越快,质量越大,越难以改变速度。
人类感知质量的能力是固定的,那么人在接近光速的时候,无法感知到质量发生了变化,但实际上物质的量会增加,速度会很快,但人类却觉得速度并不快,实际移动的距离却大大增加,这种情况就是时间变慢,也可以称之为时间加速。

光速和时间有什么关系,为什么越接近光速时间过的越慢

2. 速度接近于光速会使时间变慢吗?

1.因为根据爱因斯坦导出的公式: M=m/根号下1-v^2/c^2,其中M为物体的动质量,m为静止质量.物体若速度v接近光速,则那个公式的分母便趋于零,则动质量趋于无穷大,那么物体就要用无穷大的能量去转化为质量达到光速,继而推出不可能的情况. 
2.光速对于静止质量大于零的物质是上限,但对于静止质量等于零的物质则不是,比如光子在静止时质量为零,则动质量M=hv/c^2(根据E=mc^2和E=hv推出,其中h为普朗克常量,v为光子频率),于是它们不受速度限制,光子逃逸出光锥的速度就大于光速. 
3.若超越,时光会倒流.(目前仅仅属于理论)
从实际上说,人类的智慧尚不足以阻挡时间的飞进;而从理论上来说,时光倒流,回到从前绝非不可能.根据爱因斯坦的理论,时间和空间可以在光速中发生变化.所以,假如一个物体以30万千米/秒的光速飞行时,空间可以缩短,时间可以变慢.加利福尼亚州立大学的一位物理学家通过计算后称:人类从地球到达仙女’座需要20万年,而在光速飞船上仅需20年. 
那么,这种美妙的事情是否会真的发生呢?回答是肯定的.因为科学家们已经发现宇宙中存在比光速还要快的神秘质点. 
科学家们研究发现:当太空船经过重力场时,把重力场的拉力转换成推力,太空船在那段时间内,便可以以光速甚至超光速飞行.美国航空航天局的专家们已经创立了“时空场共振理论”,这是以爱因斯坦和德国物理学家海森堡的“统一场论”为基础建立的.其要旨是:借助电磁、重力、光速和时空共同演变的伸缩性,瞬间跨越恒星际空间.到了那时,‘时光倒流将不再是个待解之谜. 
.时光倒流的理论依据? 
人类的智慧至今尚不足以阻挡时间的飞逝,然而从理论上来说,时光倒流绝非不可能. 
爱因斯坦证明,速度、时间和空间是相对的,只有光速是个常数.当物体的速度接近光速时,其长度就会减小,质量就会增加,时间就会放慢.由此推论,假如物体的速度与光的速度相同时,其长度为零,质量不会再增加,而且时间也就停止了.若物体的速度超过光的速度则出现时光倒流的现象. 
若要想详细的了解时光倒流情况,现在我们要知道以下4个关键词. 
①新的时空观、②“黑洞”③膨胀宇宙④“虫洞”即时空隧道 
关键词1、新的时空观,即日常所说的四维空间.什么是新的时空观呢?让我们先做一个智力小游戏题:现在天文学界总结一条规律,叫宇宙学原理.内容是:“在宇观尺度上,宇宙中物质的分布始终是各向均匀各向同性的.”或者说在宇观尺度上,三维空间在任何时刻都是各向同性的.即:在三维空间中任何时刻各个星系团都是均匀分布的. 
由这一原理你能得出什么结论呢? 
这一原理表明,宇宙中各处的演化都是类似的.因此我们的望远镜不仅在看空间也在看时间,不仅在看其他星系的历史,也在看我们自己的历史. 
因为光的传播需要时间.例如:距离我们16光年的牛郎星,我们通过天文望远镜看到的是他16年前的情景…….很显然,空间、时间相互联系都与运动状态有关,它们组成新的时空观. 
关键词2、时空泡沫,虫洞可穿. 
按照目前我们的最新认识,我们的宇宙大约起源于100~200亿年前的一次大爆炸.宇宙从此诞生,时空、物质和能量同时出现.最初的时空呈泡沫状结构,这些宇宙泡急剧的膨胀,每一个泡沫发展成一个宇宙.我们生存的宇宙,只是数不清的宇宙中的一个.原始的时空中的每一个泡沫都膨胀成一个像我们宇宙一样的宇宙,泡与泡之间有被称为“虫洞”的所谓“时空隧道”相连.现代物理学认为,虽然宇宙泡大大的膨胀了,但是这些虫洞依然存在.这就是说,我们的宇宙中保持有通往其他宇宙的时空隧道,只不过我们没有发现. 
现在——科学家们已经发现宇宙中存在比光速还要快的神秘质点;还发现,当太空船经过重力场时,如果把重力场的拉力转换成推力,太空船在那段时间内便可以以光速甚至超光速飞行.一些专家以爱因斯坦和德国物理学家海森堡的“统一场论”为基础建立、创立了“时空——场共振理论”,其要旨是:借助电磁、重力、光速和时空共同演变的伸缩性,瞬间跨越宇宙空间.即时光隧道.“时光旅行”必须具备两大条件,即“虫洞”和“负面能源”.这是因为,宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通,“负面能源”可以抗拒地心引力,用来打开“虫洞”,稳定“时光隧道”. 
研究表明,虫洞有两种.一种是永远存在的洛伦兹虫洞,它可能存在于黑洞中,或者其他我们不清楚的地方.宇宙飞船可以通过洛伦兹虫洞前往另外的宇宙.当然虫洞的两端也可能都在我们的宇宙中.飞船可以从虫洞的一端进去,再从另一端出来.这种虫洞有可能大大缩短我们宇宙间两点的距离.对于距离我们几亿光年的星系,如果我们这里有虫洞与那里相连,我们就可以到那个星系去旅行了. 
另外一种虫洞叫做欧几里德虫洞,它是瞬间存在的.我们可以不需要时间,瞬间穿过这类虫洞前往其他宇宙.或者瞬间消失,并立即从宇宙的另一地方冒出来.当一个欧几里德虫洞的入口出现在某一学校门口时,可能会有一个学生突然消失,并一下子在首尔街头露面(假如虫洞的另一个出口在首尔),欧几里德虫洞还有可能连通过去和未来.允许人们往过去旅行.这就是说,一个人可能瞬间消失后,突然出现在秦始皇的身边,相互吓了一跳.也可能一个人瞬间消失后,2008奥运会的中国金牌总数他已经先睹为快了.相信有朝一日,人类不仅能够遨游宇宙,也能够遨游古今.

3. 为什么速度越接近光速时间就越变慢?

一、时间变换公式的推导

首先光速不变定理
c=c+v=c-v
然后位移定理
s=vt

如图 所示,设有一飞行者以速度v 飞离地球,在飞行了t 时后到达了B 点,这时与他同时发出的光信号已经到达了C 点,飞行者认为地球上的光速应该是c ,地球上过去的时间应该是t` 。那么光走过的路程就有下列关系。


地球人和飞行者都认为真实的光速和时间的关系是: BC=c×t-v×t=(c-v) ×t
飞行者错误地认为地球上的光速和时间的关系应该是: BC=c×t`
即: (c-v) ×t=c ×t`


也许你会说,飞行者认为 BC=c×t` 是错误的,因为对飞行者来说真正的光速不是c ,而是c-v 。你说的很对,所有我在上面就明确地写出那是飞行者的错误感觉,可你要知道,对飞行者来说,真正的时间也不是 t`,而是t 。飞行者感觉到地球上的时间过去的应该是t` ,地球上的光速应该是c ,这是一种错觉,他在这种错觉下感觉到光信号走的距离的确是BC 。因此,飞行者就错误地认为BC=c ×t` 。

既然是错误的,为什么还要用,因为我们现在就是想知道,飞行者把地球上的真实时间 t看成了怎样一个错误的时间 t`。

也许你还是不能接受 BC=c×t` 这个等式,因为你总觉得c 是个错误的数字,错的数字就不应该用,用了就不可能得到正确的结论,你的这个想法和我开始理解相对论时一样,总转不过这个湾。不要着急,看了下面的例子你一定会明白的。

说一个屋内共有 4个人,每人长两只手,问 4个人共长几只手。

这是一道很简单的小学数学题,我们都会算, 4个人共长8 只手,2 ×4=8,可有个小朋友他不会算,他想了另外一个办法解这道题,他数了一下 4个人的手,共8 只,这个小朋友是一只手一只手数得,因此他写下了这样一道错误的算式题, 1×8 =8。他也得出了正确的结论,8只手,可他的算式是错误的。这就使我们明白,用两个正确的数字相乘,我们可以得到正确的结论。用两个错误的数字相乘,也有可能得到正确的结论,但如果我们用一个正确的数字和一个错误的数字相乘,哪就永远也得不到正确的结论, BC=c×t` 就用两个错误的数字相乘得到正确结论的情况。也就是说,BC=c ×t` 它的确是错的,而我们就是想知道,当正确的光速c-v 变成错误的光速c 时,看正确的时间t 将会变成怎么一个错误的时间t` 。所以有(c-v) ×t=c ×t` 的关系,这下你该明白了吧。

如果你还不太明白,那你也可以这么建立这个关系。

设一物体的运动速度为 c-v,运行了t 时间,如果它的运动速度变为c ,问要走相同的距离所需的时间t` 是多少。

这时你写的等式也是: (c-v) ×t=c ×t`
这次你该明白了吧。

为什么速度越接近光速时间就越变慢?

4. 接近光速时间会变慢吗?

首先,这是很多人对爱因斯坦狭义相对论的一个误解,认为接近光速时间变慢,人可以活很长的时间。狭义相对论的关键在于“相对”,时间流逝速率的快慢需要比较才能知道,否则无所谓时间快慢。狭义相对论的时间膨胀效应公式如下:

这个公式并不是说人的运动速度越快,他所经历的时间会变慢,寿命会变长。时间膨胀效应其实指的是对于低速运动的人来说,高速运动的人所经历的时间会变慢,他们能够活很长的时间(具体多长由速度大小决定)。例如,当相对速度达到光速的86.6%时,低速观察者会发现自己的时间比高速运动的人快两倍——如果低速观察者过两个小时,他会发现高速运动的人才过一个小时。
然而,这里并不是高速运动的人自身的时间变慢了,只是由于运动速度不同,为了保证光速在两个参照系中保持一致,参照系之间的时间流逝速率会产生差异,这其实是一种时空属性。高速运动的人做任何事情所需的时间与低速观察者没有任何区别,跑一千米还是需要几分钟的时间,寿命依然不过数十年或上百年,时间膨胀效应并不会对此造成任何影响。总之,时间膨胀效应是相对于参照系之间,参照系本身的时间流逝速率并没有快慢的概念。
利用不同参照系之间的时间流逝速率不同,可以实现时间旅行。例如,地球上有一对双胞胎,甲乘坐宇宙飞船在太空中高速运动,乙留在地球上。由于速度不同,两个参照系的时间流逝速率是不一样的,甲相对于乙较慢。当甲回到地球上时,他所经历的时间会比乙更少,所以甲会更年轻。这相当于甲穿越到未来的地球,因为他看到的是年老的乙。

5. 为什么越接近光速时间过的越慢

常规经验并不适用于极端环境。极端环境下的物理定律跟我们的常规定律是不同的。
比如。你开车上高速,同车道一个车跑120迈,你跑100迈。他相对你就是以20迈的速度前进着。
而在亚光速环境,你以0.9倍光速移动看到的同向光速物体,依然是光速,而不是0.1倍光速。
对此的解释只能是物理定律的不同。所以时间轴必定也是不同的。距离并不等于速度乘以时间了。
牛顿的经典力学定律之类有个前提,是力的传递时间是0,速度是无限大,也就是说你做出功,力会瞬间达到目标情况下,公式才会正确,然而在相对论里做出的推论,互相影响的力也是有传播速度的,这个速度就是光速。比如太阳对地球的距离,光需要走8分钟,那么太阳骤然消失,按照牛顿的理论,地球会瞬间离开原有轨迹才能成立。而根据相对论,太阳消失8分钟后,也就是最后一缕光到达地球的时间,地球才会离开原有的轨迹。。
而根据其理论,亚光速状态下,时间、质量等状态都会发生变化,你的3维体系整个发生了变化,是一种被拉伸的状态。以常规状态来说就是时间轴被拉长,质量增加。(质量守恒定律要哭了……)而有质量的物体达到光速,需要时间轴为0,质量无限大的状态。所以在达到0之前,有被延长,变慢的推论。

为什么越接近光速时间过的越慢

6. 达到接近光速 为什么 时间 变慢

根据爱因斯坦相对论,在时空四维空间中,一般来说,时间轴的方向是一定的,只有当物体的速度超越光速时时间才能倒退,但是在超越光速的同时,物体的相对质量将会达到无限大,所以这也是实际物体不能达到或超越光速的原因(即使是电子,质量虽然非常小,但是达到光速相对质量也会无限大)。只有想光子这种没有静止质量的粒子能够达到光速。所以要突破“光障”,物体的静止质量是一个问题。
虽然说时间不能倒退,但是“速度越快,时间变慢”这个是已经被实验证实的。时间变慢使得星际旅行变得可能,因为象一些星系,离地球可能有几百几千甚至上亿光年,人的寿命根本不能有这么长,只要将航空器加速到接近光速,时间就会变慢,这样在里面的人就可能只需几年几天甚至几秒种就能达到目的地。

7. 为什么说接近光速,时间会变慢?

我们设一个静止的人经过的时间为to;当以速度Vo运动时经历的时间为t;
光速为c则由相对论有:
            t=[1+(Vo/c)^2]^(1/2)to
          所以时间延长了,也即变慢了。
                   望采纳!

为什么说接近光速,时间会变慢?

8. 光速和时间是什么关系?为什么说接近光速时间就会变慢?

从生活经验来看,时间就是时间,光速就是光速。
爱因斯坦的狭义相对论表明,时间的流逝速率会随着速度的增加而变慢。速度的极限是光速,速度越接近光速,时间越趋于静止。


对于一艘速度为光速的宇宙飞船,飞到25光年外的织女星,所需的时间为25年。然而,这种计算方式只是对了一半。从地球上来看,宇宙飞船确实是在25年后飞抵织女星。但从宇宙飞船上来看,飞到织女星只是一瞬间,不需要时间。如果宇宙飞船再掉头返回地球,从地球上来看,这又要25年的时间;从飞船上来看,这只是一瞬间。
因此,当宇宙飞船重新回到地球上时,地球上的人已经变老50岁,而飞船上的人还是当初那个样子。也就是说,在不同运动速度的观测者身上,时间流逝速率是不一样的。
不过,相对论禁止宇宙飞船的速度加速到光速。如果假设速度足够接近光速,比如光速的99.999…999%,飞船上的时间也可以过得非常慢,近乎于停止,上述假设的情况仍然还是成立的。
不同参照系中的时间流逝速率不是完全相同的,导致这一现象的根本原因是光速不变原理,时间和光速之间确实存在某种意义上的关系。
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