地球与环境

光速离开地球1分钟马上返回,会发生什么后果可

 

说到“物理量”,估计许多人的脑海中会下意识的出现温度、长度、高度等日常生活中常见和常用的物理量,而对速度这个物理量有所忽略。

其实和温度、长度和高度相比,速度也贯彻了生活的各个方面,只不过大多数时候都和交通工具和工作效率有关。


而提到了“速度”就不得不提到三维世界中速度的上限——光速。按照目前的认知,光速是宇宙中最快的速度,同时它也是拴住人类最结实的“枷锁”,正因为它无法突破,才有了可观测宇宙的概念,而这也意味着宇宙中许多地方人类永远无法到达,甚至是无法观察。

虽然光速是宇宙中最快的速度,但是严格来说宇宙中还存在着许多超光速现象,例如大家熟知的量子纠缠和空间膨胀。


根据科学家的模拟实验,量子纠缠的速度甚至能够达到光速的几万倍以上,而空间的膨胀速度也是光速望尘莫及的。

那么为什么一面说光速最快,而另一面却存在着许多比光速更快的现象呢?事实上,这些超光速现象早已经违背了对速度的定义,因为它们并不具备相对论中讨论的“静态质量”,换句话说,它们根本不在相对论讨论和约束的范围内。


而这也就是为什么宇宙中明明一直存在超光速现象,却没有人去质疑相对论这部分内容,反而将它奉为真理的原因之一。

例如空间的超光速膨胀。从本质上来看,空间的膨胀其实就是自身的延展,而并非具有静态质量的物体在空间中运动,所以它可以超光速,同时也和相对论并不相悖。


而本身就生活在空间中的我们,不要说去超越光速了,就连达到光速都做不到。但是,在无数科学家的努力之下,人类现在虽然无法真正实现光速,却已经能够无限接近光速。

而在无限接近光速的同时,科学家们还发现了一个非常魔幻的事实:物体速度越快,作用在其身上的时间越慢。这种神奇的现象被称为“钟慢效应”。


其实这个看似魔幻的事实,爱因斯坦提出相对论的时候早已料到,这个发现不过是对他猜想的证实。

科学家们通过计算得出,若一个物体达到0.光速,那么此时的时间延缓比例约为1分钟:1天。也就是说,如果某个人乘坐了这个速度的飞船,那么当地球上过去一天的时间之后,飞船里这个人仅仅感觉过去了1分钟。


更惊人的是,这种比率会在接近光度时无限上升。例如当速度达到0.982光速时,比率将变成1分钟:1年。

对于这个比率相信许多人都不会陌生,因为古代许多志怪小说中都曾出现过“天上一天,地下一年”这句话,而这句话就是对这个比率完美的诠释。


从这个角度来看,或许古人早已经知道了这个结论,只是无法用科学语言表述出来,这才用简短的一句话进行概括。

知道了“钟慢效应”就能对标题做出回答了,不过回答问题之前还有一个重要的前提:必须知道飞船的速度是光速的多少。


就像上文所说的那样,如果飞行速度是光速的0.982,即便一分钟后立即返回地球,地球上其实也已经过了一年的时间。

由于时间比率和速度成正比,所以非常有可能出现你接受不了的情况:当一分钟后返回地球时,地球上其实早已物是人非、早已过去百年甚至千年的时间,而这对于人类这种社会性生物来说,无疑是难以承受的后果。


既然速度越快时间越慢,那么是不是能够利用这种方法实现长生或者休眠呢?毕竟谁都想看一看“未来”究竟是什么样的。

让人遗憾的是,这种美好的想法并不能成为现实。因为科学家们认为,能够无限接近光速的只有部分微观粒子,而像人类这样由无数粒子组成的复杂宏观物体,根本无法被加速到无限接近光速。


当然了,现在实现不了不代表未来实现不了,就像几万年前的史前人类根本想象不到现在能够登月一样。或许在遥远的未来,人类无限接近光速就会像现在坐公交车一样简单。