地球与环境

若以亚光速游览宇宙,一年后回到地球,地球过

 
引言:相对论指出:运动速度越快,时间流逝速度越慢。那若以亚光速离开地球,一年后返回地球,地球上的时间过去了多久?

一直以来,人们都希望能以更快的速度运动,如此,在距离既定的情况下,运动所需时间便会有所减少。以生活实例来说,若飞机或高铁的速度有所提高,那么我们前往外地所需花费的时间便会减少;以太空航行为例,若飞行器的飞行速度有所提高,则意味着飞往某既定星球所需花费的时间有所减少,或者也可理解为我们能去往更远的地方。总而言之,在大多数情况下,在某一限度内,更高速运动总是利大于弊。

多年来,科研人员一直在研究提升速度的方法,在全体科研人员的不懈努力下,人类的行进速度提高不少。从前,我们不敢奢望跨省出行,如今,跨国游很常见;从前,我们只能在户外抬头观望天空中的星星与月亮,如今,我们已有能力登陆月球与多颗近地星体,这些都是提速带给人类的切实好处。

俗话说,凡事凡物都有限度,那么速度的极限是什么?首先,极限包含两重涵义,一个是极慢,另一个则是极快。极慢很容易判断,最慢的速度是静止,那极快呢?根据爱因斯坦相对论来看,光速为宇宙极限速度,宇宙内所有具有静态质量的事物都无法以等光速或超光速运动,其运动速度只能无限接近于光速。

看到这,许多朋友或许想说,光速并非真正意义上的极限快速,因为宇宙中不具静止质量的事物能超光速运动。但事实上,那只是从理论角度进行分析与思考,实际上,宇宙内不具静态质量的事物少得屈指可数,而且,即便是静态质量为零的事物,科学家也并未发现它们能以超光速运动。所以说,光速在速度界的地位难被撼动,它占领“极限速度”这一称号已有多年。

虽然等光速运动很难,但近光速运动是可能实现的,在科技的帮助下,未来人类若能以亚光速飞行,他(她)将会拥有怎样经历?最直接的,大家或许能想到时间方面的差异。我们知道,时间、空间、速度等都不是绝对概念,它们会随参照系变化而发生改变。狭义相对论中提到了钟慢效应与尺缩效应,其核心是指,参照系运动速度越快,参照系所经历的时间会越慢,当参照系的运动速度无限接近于光速时,可近似将参照系的时间看作静止。

以太空飞行为例子,若飞行者以0.866C的速度运动,他所经历的一年等同于地球人所经历的两年。也就是说,他在外飞行1年后回到地球,地球上的人会以为他离开了2年而非1年;如果飞行者的飞行速度达99.99%C,钟慢效应则更加明显,他在外飞行1年,地球已过365年,与他同时代的人已逝去;而如果只是以99.99%C的速度飞行1天,地球上只是过去了1年,飞行者返回后还是能看见亲人与朋友,这其中的时间差其实就是人们常说的“天上一天,地上一年”,这句话实质反映的是因速度产生的时间差。

根据上述推理,大家或许会觉得亚光速飞行十分美妙,它似能帮助人们实现另一层面的长生,但事实上,以人类的身体素质来看,人体根本无法承受来自加速度的冲击。因此,亚光速飞行只是理论上很美好,若将此付诸于实践,实践者将会面临死亡考验。说到此,对于本文分享的话题,你有什么看法?