有人說光速飛船裏的人不會老,那麽人體細胞還在活動嗎?
來源:時空通訊
發布時間:2022-03-09
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本文基於(yu) 回答網友類似問題,見如下截圖:

這個(ge) 想法是根本沒弄清光速情況下人不會(hui) 變老的原因。理論上,人的運動速度達到光速(可以想象乘坐光速飛船),時間停止,距離為(wei) 零。也就是說時間沒有流逝,細胞沒有代謝,當然不會(hui) 變老。

而這個(ge) 問題卻說時間沒有變化,為(wei) 什麽(me) 不會(hui) 變老?哪位科學家說過在光速飛船裏時間沒有變化?是自己在那裏悶著頭想象的吧?光速問題是一個(ge) 科學問題,要弄清這個(ge) 問題就必須老老實實學習(xi) 一些基本常識,比如光速是什麽(me) ,為(wei) 什麽(me) 光速是宇宙中最快的速度,愛因斯坦的光速極限和光速不變理論是什麽(me) ,為(wei) 什麽(me) 光速無法突破等等。

簡單說說時間膨脹理論

在愛因斯坦的狹義(yi) 相對論中,最重要的一個(ge) 理論就是速度時間膨脹理論,說的就是速度越快時間流逝越慢,達到光速以後,時間就會(hui) 停止。通俗的說法就叫尺縮鍾慢效應,就是速度越快,時間流逝越慢,而距離相應越短,達到光速時間停止,距離為(wei) 零。

也就是說在光速飛船中,你不會(hui) 感覺到時間流逝,也沒有感覺到距離,要到任何地方,連瞬間都不要就到了,你的細胞什麽(me) 的都沒有感覺到時間流逝,也就是沒有任何新陳代謝,就到了。速度時間膨脹效應遵循的公式為(wei) :t’=t/√[1-(v/c)^2]

這裏的t’是速度時間膨脹效應值;t是低速係觀測者第一個(ge) 時鍾時間記錄;v是第二個(ge) 時鍾相對第一個(ge) 時鍾的移動速度;c為(wei) 光速。根據這個(ge) 公式我們(men) 可以理解到,時間膨脹效應必須有參照係,也就是有兩(liang) 個(ge) 時鍾,一個(ge) 是高速運動中的時鍾,一個(ge) 是觀察者的時鍾。

所謂時間膨脹或者說尺縮鍾慢,是相對觀察者而言,就是相對靜止的觀察者的時鍾正常運動,而高速運動中的人時鍾會(hui) 變慢。

光速常數代號為(wei) c,根據公式計算,當運動速度達到0.5c時,時間膨脹效應達到1.15倍,也就是相對靜止觀察者時間慢了15%,以此類推;當速度達到0.8c時,時間膨脹效應達到1.66倍;速度達到0.9c時,時間膨脹效應達到2.29倍;速度達到0.99c時,時間膨脹效應達到7倍;速度達到0.99999999999999c時,時間膨脹707萬(wan) 倍。

這已經不僅(jin) 僅(jin) 是理論和猜想,而是經過100多年科學界無數的觀測和實驗試驗驗證,顛撲不破。這個(ge) 理論已經廣泛運用在科學技術發展和我們(men) 的生活中,如衛星導航,如果不用相對論時間膨脹理論進行調整,就寸步難行。

這裏的時鍾變慢不要理解為(wei) 隻是時鍾的刻度變慢,而是時間的實質變慢。

時間的實質或者說本質是什麽(me) ?

時間不是時鍾的刻度,時鍾的刻度隻是人們(men) 根據長期經驗和地球自然條件,人為(wei) 設定的計時工具。在現代物理學中,也就是相對論條件下,時間、空間、物質是三位一體(ti) 的,相互依存,不會(hui) 單獨存在。

這三位一體(ti) 的關(guan) 係為(wei) :空間是物質的容器,沒有這個(ge) 容器,物質就無法存身,也就不存在物質;物質是空間的內(nei) 容,沒有物質,空間就是虛的,就是絕對的真空,時空同時消失;時間是物質運動變化的依據和記錄,具有一維性,也就是任何物質都有生老病死,一維向前不可回頭,時間停止,物質和空間同時消亡。

由此我們(men) 可以看出,時間是物質運動以及空間變化的內(nei) 在標誌,也就是說時間變慢,不僅(jin) 僅(jin) 是時鍾刻度本身變慢,而是物質運動空間變化的實質性變慢,時鍾刻度隻是記錄了對這種物質運動的過程而已。

人體(ti) 時間變慢的實質,就是新陳代謝變慢,時間停止,就是新陳代謝的停止。

這聽起來很神奇,正是因為(wei) 神奇,這種發現才更彰顯了愛因斯坦的偉(wei) 大。他正是從(cong) 發現光速這種特性開始,創造出一係列理論,包括狹義(yi) 相對論和廣義(yi) 相對論,發現了引力的本質是質量導致的時空彎曲現象。

而時空的相對性不光體(ti) 現在速度時間膨脹上,而且還體(ti) 現在重力時間膨脹上,也就是重力越大的環境,時間會(hui) 越慢,黑洞中的時間靜止。

愛因斯坦還告誡了大家:任何物質運動無法達到光速

物質運動無法達到光速,當然就更無法超越光速了。愛因斯坦通過質增效應給出了一個(ge) 質速關(guan) 係公式:M=m/√[1-(v/c)^2],公式中的M為(wei) 物質的運動質量,m為(wei) 物質的靜質量,v為(wei) 運動速度,c為(wei) 光速。

根據這個(ge) 公式,物質運動速度越快,動質量(或者說動能)就越大,隨著速度趨於(yu) 光速,物質動量趨於(yu) 無限大。何謂無限大?就是整個(ge) 宇宙都是有限的,而如果一個(ge) 粒子運動達到光速都變成無限大了,這個(ge) 宇宙能裝下嗎?所以這就是一個(ge) 悖論。

一個(ge) 粒子都無法達到光速,這已經被科學家們(men) 無數實驗和觀測所證實。在大型強子對撞機裏,科學家們(men) 用巨大能量把一束質子加速到光速的99.9998%時,其能級達到了7萬(wan) 億(yi) 電子伏特,相當一艘航母以20節速度航行,其動能已經非常驚人了。

這時,在這個(ge) 百分比後麵再加上一個(ge) 9或1,所需能量要指數級上升,最後將全球能量集中推動一個(ge) 粒子再提速都不可能了。由此證明任何物質都無法達到光速,一個(ge) 針尖上能站立萬(wan) 億(yi) 的粒子都不行,何況一艘飛船或一個(ge) 人?

因此,人類企圖通過光速飛船來達到延長壽命的妄想是永遠無法實現的。而在一般所謂的高速中,比如1%光速,也就是每秒3000公裏,未來的飛船有可能達到這種速度。

但這種速度時間膨脹效應極小,根據公式計算時間膨脹效應約1.00005,也就是時間會(hui) 減慢十萬(wan) 分之五。這樣1年時間裏壽命會(hui) 延長1577.88秒,也就是約0.44個(ge) 小時,100年也就長壽44個(ge) 小時,還不到2天時間。

但在高速飛船中,輻射、失重等各種對身體(ti) 的損害,會(hui) 遠遠大於(yu) 速度帶來的長壽效應。如在空間站雖然有很好的保護,但宇航員在上麵隻呆了半年或一年,身體(ti) 就會(hui) 受到較大損害,如骨質疏鬆、輻射受損等,回到地球要療養(yang) 很長一段時間才能逐漸恢複過來。

因此,就不要夢想什麽(me) 光速飛船長壽了,你說呢?歡迎討論,感謝閱讀。



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