很多人自从听说了爱因斯坦的“时间膨胀”理论之后,就开始想当然,根本没有去了解“时间膨胀”的真正含义就开始妄想什么“长生不老”,认为“只要我们能达到光速就可以长生不老”,这种想法是绝对错误的!
爱因斯坦
你是否了解过人的运动速度能不能达到达到光速?如何达到光速?达到光速就能长生不老?
今天我就来跟大家分享一下我的观点:
首先,人类是很本不可能以光速运动的,这是为什么呢?
根据爱因斯坦狭义相对论中的质速关系方程:
质速关系方程
m 指物体的相对论质量或者说运动质量;m。指物体的静止质量;v表示物体的运动速度;c指光速。
从这个方程中我们可以非常容易的得到,当物体的速度无限接近光速时,方程右边 分式 的分母就无限趋近于0,整体就会无限趋近于无穷大。
也就是说,当物体的运动速度接近光速时物体的运动质量就会趋近于无穷大!那么,这跟能不能达到光速有没有关系呢?
一、我们可以先用牛顿第二定律F=ma来尝试着推导一下:
牛顿第二定律
我们都知道,物体的质量越大,惯性就越大,运动状态就越不容易改变。
那么,我们可以想一下,当物体的运动运动速度接近光速时,根据上述质速关系,它的质量就会趋近于无穷大。
这时候就需要一个无穷大的力才能使这个物体继续加速,我们如何给这个物体一个无穷大的力呢?根本不可能!
所以,有静止质量的物体,运动速度绝对达不到光速!
而只有没有静止质量的光子,才能以光速传播!
二、下面,我们再来看一看相对论中的相对论动能和能量公式:Ek=mc2-m。c2
mc2是物体的总能量;m。c2是物体的静止能量;
也就是说,物体的动能是物体的总能量减去物体的静止能量。结合质速关系可得下表:
我们发现,物体运动速度越小,动能越小,可是当物体运动速度接近光速时,物体的动能是趋于无穷大的。
结合动能定理:合外力所做的功等于物体动能的增加量。
那么,要让动能增加到趋于无穷大,就需要对这个物体做无穷多的功,能量是守恒的,哪儿能蕴藏无穷大的能量持续给这个物体做功呢?
所以说,我们想让任何一个有静止质量的物体的速度增加到光速那都是根本不可能实现的。因为我们没有那么大的能量给它做功。
人静止时的质量肯定是不为零的,所以说,人是绝对不会达到光速的!
那为什么总会有人提到,当人的速度超过光速会永生吗?这样的问题呢?
很明显是对相对论了解不够。
那么,相对论中所说的“时间膨胀”到底是什么意思呢?光速真的是长生不老的灵丹妙药吗?
我们先来看看时间膨胀公式:
时间膨胀公式
基于“时间膨胀公式”:假设小红站在地球上不动,观察小明;而小明以一定的速度v远离小红。
t:指的是观测者小红看到小明的任何行为所用的时间,包括张嘴吃饭、举手、眨眼等等;
t:指的是小明所经过的时间;
c:指的是光速。
我们可以进行一个非常简单的计算:
假设:
一、当小明远离地球上的小红的速度为光速的0.1倍也就是30000000m/s时,
则可得到,t`=1.005t
什么意思呢,假设小明点一下头用时1s,地球上的小红进行观察,等小红看到小明点头动作完成了,地球上的小红就过去了1.005s,这可是30000000m/s呀,其实也没看到很明显的“时间膨胀”
二、当小明远离小红的速度为光速的0.9倍也就是270000000m/s时,
则可得到,t`=2.294t
这时候小红观察小明点一下头需要2.294s了;
三、当小明远离小红的速度为光速的0.99倍也就是297000000m/s时,
则可得到,t`=7.087t
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倍也就是299997000m/s呢,
则可得到,t`=223.614t
这时候小红观察小明点一下头需要223.614s了;
五、如果小明远离小红的速度为0.9999999倍光速时,t=2236.14t,
这个时间膨胀挺明显,也就是说,小红观察小明做一个点头的动作大约需要一个小时!
那么,如果你可以以0.9999999倍光速远离或者靠近地球,你一个点头的瞬间,地球上就过去了2236.14秒,也就是大约1小时,那如果你以此速度运动1年呢,能回到地球上时地球就已经过去了2236.14年!也就是两个多世纪!
看起来吴承恩先生所说的“天上一日,地上一年”好像是可以实现的!
但如果你觉着你可以永生,那你就大错特错了!为什么呢?
时间膨胀的意思是:假设有一只时钟以接近光速向我们靠近或者远离,我们观察它上面的时钟时会发现,它要比跟我们相对静止的正常时钟走得慢。
也就是说,时间膨胀是相对而言的,并不是说小明感觉自己的时间变慢了,而是观察者小红觉着小明的一切行为变慢了!对于小明自己来说是没有任何感觉的,一秒钟还是一秒钟,一辈子还是一辈子!并不会因为自己在高速运动而发生变化!
所以说,“时间膨胀”那是相对的,并不会影响你自己,你该是什么样,还是什么样!或者说,想凭借“时间膨胀”达到长生不老的目的是不可能的,因为你不仅达不到光速,关键是就算达到了光速也不会影响你自己!你还是你!
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