區分光年與光速的關係,時間膨脹與光年沒有瓜葛,別搞混了

2020-12-10 時空通訊

有一位朋友提出:相對論說,達到光速,時間就靜止或倒退,那光年是不是就是悖論?

這有點像「葫蘆僧亂判葫蘆案」,把幾個風馬牛不相及的事情胡攪在一起了。

光年是距離單位,光速是速度概念,這兩者雖然有聯繫,但並非一碼事,不可比。

達到光速的事充滿著我們這個世界,光年就是按照達到光速來計算的,就是光運行一年的時間所掠過的尺度。

光速是指光在真空中的運動速度,準確值為299792458/s,也就是每秒鐘約30萬千米。每個小時3600秒,每天24小時,每年365.25天,這樣每年光速可以行進約9.46萬億千米,這就是一光年的尺度。

一年有多少天,不同的曆法有不同的時間,如恆星年每年為365.25636日,或365日6時9分10秒;回歸年每年為365.242199174日,或365日5時48分46秒。

科學家們為了避免爭議,準確計量星際空間尺度,就弄了個儒略年,每年為365.25日,這個時間沒有其他的用途,專用於太空尺度及光年計量。

光速充滿著我們這個世界,時間並沒有靜止,更沒有倒退。

我說的光速充滿著這個世界,就是指光速,我們看到的各種光在這個世界從來都沒有停止傳播,時間依然在進行,一往無前永不停止。

狹義相對論說的達到光速,時間會停止,指的是時間膨脹效應,也就是速度的尺縮鍾慢效應。是指人或某種物體在光速中運行的感受。

但可惜,狹義相對論已經否決了有靜質量的物質達到光速的可能,一個電子也不行,光速是我們世界封頂的極限速度,是光子的專利,或者說沒有靜質量物質的專利。

時間膨脹效應有兩個導致的原因,一個是引力,一個是速度。

在不同的重力條件下,時間的流速是不一樣的,這是因為質量扭曲了時空。質量越大的物體,對時空的扭曲就越大,導致的時間膨脹也就也大。這個時間膨脹效應與物體質量成正比,與距離成反比。

這似乎與萬有引力定律說得差不多,其實就是這樣,重力就是引力導致的,重力導致時空扭曲,歸根到底還是引力導致的時空扭曲。

距離引力源越近,時間膨脹效應就越大,時間流逝就越慢;距離引力源越遠,時間膨脹效應就越小,也就是越快。

愛因斯坦重力時間膨脹效應的表達式為:t=T√(1-2GM/rc)

有些科幻電影飛船進入了黑洞的引力圈,時間流逝就比外面的人慢很多就是這個道理。

速度引起的時間膨脹歸根到底也是重力時間膨脹的不同表現形式。

根據相對論質量與速度關係式為:

M=m/√(1-v/c)

這個公式說明,速度v越快,m質量越大,速度趨於光速,質量會趨於無窮大。

什麼是無窮大,就是整個宇宙質量都是「有窮」的,也就是有限的。

你想想整個宇宙能量都無法驅動一個粒子達到光速,那個粒子的質能會變得有多大?在這個質量的時空扭曲下,時間膨脹會是個什麼樣子?

所以,如果真的有一艘飛船達到光速,在這樣重力條件下,飛船中的人就感覺不到時間流逝。

速度時間膨脹效應表達式為:t=t/√[1-(v/c)]

速度引起的時間膨脹效應呈現出尺縮鍾慢效應。

尺縮就是距離縮短了,鍾慢,就是時間變慢了。

速度越快距離越短,時間越慢。到了光速,空間為零,時間停止。

這兩個膨脹效應是相互相成的,空間成了零,時間當然就不需要了。

如果真有這樣一艘飛船,你鑽進去,啟動飛船,如果我們忽略加速和減速的時間,假定一啟動就是光速,這樣你無論到達那裡,距離都是零,時間也是零。

不是你凍住了,而是感覺根本就沒有時間流逝,就去了一個來回。

但外面的人看起來你還是花了該花的時間,走了該走的路程。

1光年來回,你2年回來了,別人長了兩歲,你沒感覺,好像剛啟動就回來了。

10光年來回,你20年回來了,別人長了20歲,你還是那樣。

100萬光年來回,你200萬年回來了,別人早沒了,地球還宜不宜居都不知道了,你還是覺得沒動。

1億光年、100億光年也是如此。

從以上敘述,我們可以看出,在我們這個世界光速是極限速度,是不可能達到,更不可能超越的。

一個電子或者質子要達到光速,用整個宇宙全部能量驅動都無法做到,而且這個電子和質子的質能已經達到了整個宇宙的質能,這怎麼可能呢,這不是悖論嗎?

所以,人類感受達到光速和超越光速的夢想,只能在科幻或玄幻中去體驗,在現實中就不要做這個夢了。

光年與能不能達到光速毫無關係,就是達到了光速,也還是以光年計量星際尺度。

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