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假如以光速离开地球,一分钟后返回,地球上过去了多久?

作者:阿强天天爱科普

导语

一名宇航员希望进行一次挑战,他将启用飞船以光速离开地球,然后飞行一分钟,再以光速返回地球,回到地球后,他将询问地面的科学家:“过去的一分钟,发生了什么?”

然而地面的科学家却一脸尴尬的告诉他,从飞船起飞到他又回到地球,已经过去了千百万年,地球上早已没有人类存在了。

一、离开地球。

2019年,科学家获得了一些突破性的实验成果,其中重要的一项就是人类首次观测到黑洞的实验数据。

而在实验过程中,科学家也发现了神秘的量子现象,这些现象有悖于现有的物理定律,似乎揭开了一些未知的物理规律。

于是科学家对这些现象进行了资料整理和比对,最终发现,这些现象都符合爱因斯坦提出的相对论理论,那就是时间膨胀效应和尺缩效应。

所谓的时间膨胀效应就是,当一个物体的速度越来越快的时候,它的时间会变得越来越慢,直到最终停滞住。

而尺缩效应的意思即是,当一个物体的速度变得越来越快的时候,它的体积就会变得越来越小,直到最终缩成一个点。

但是科学家仔细分析后发现,这两个效应都只是在相对论的世界中发生,它们并不会改变我们生活在的现实世界。

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然而当时就有人发现,这两个效应果然很有意思,于是就有了上述“宇航员”要进行的挑战。

但却没想到,根本就无法实现这种挑战,因为在光速飞行的时候,个人将脱离四维时空的束缚,甚至连整个宇宙都将脱离。

所以在光速飞行上,个人将彻底失去方向,无法再相对于周围的物质作运动,更不用说回到地球了。

那么为什么会有这种情况,当一个人以光速飞行的时候,又会经历怎样的感受?

二、时间膨胀效应。

科学家通过实验和计算发现,当光速飞行的时候,时间膨胀效应和尺缩效应将变得极其明显。

时间膨胀效应和尺缩效应一开始仅仅是物体运动产生的相对论效应,没有违反任何物理规律。

但是当物体的速度越来越快的时候,这两个效应就会变得越来越明显,直到最终终于光速出现矛盾。

这种情况下,就会变得极为怪异,甚至不符合人类的思维逻辑,于是发展出了一种新的科学理论——量子力学,这种理论不仅解决了上述矛盾,还探索了未知的物理规律。

但是当速度达到光速的时候,量子理论依然无法解释清楚,而量子理论和相对论理论则不断产生矛盾,于是科学家就决定在这两种理论基础上,研发一种融合两者优点的理论——弦理论。

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弦理论是一种十分有意思的论,它认为在宇宙的最小单元中,存在一种无法分割的小弦,而所有物质都是由这种小弦不断振动产生的。

而这种弦的振动就会产生声音,当这种声音以光速传递,就会发现,它的频率随着速度的变化而产生相对于周围变化的效应。

而物质就是由这种效应组合而成的,就好似我们日常生活中所熟知的,当一根弦振动产生声音,声音就会产生形状一样,而这种形状就是我们所见的物体。

而在相对论的框架下,弦理论能很好的解释上述矛盾,但是离开相对论的计算,弦理论则无法算出任何答案。

以,照这种计算方法,光速飞行就会变得极其有趣,数学计算表明,当一个物体以光速飞行的时候,会消耗几乎无穷无尽的能量,才能达到这种速度。

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而在这样的速度下,物体会受到无穷无尽的质量,以及无穷无尽的时间膨胀,对于一般的物质,这种推力和重力下,物体会变得越来越重,最终甚至无力抗拒,从而无法继续加速。

而对于质量为0的光子粒子,由于它的重力为0,所以不受时间膨胀的影响,一旦光子处在真空中,它的速度就会达到光速,不再加速,也不再减速,永远以光速运动。

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而当一个人以光速飞行,他会接受什么样的影响呢?

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三、尺缩效应。

以光速飞行一分钟,返回地球,个人感受不到任何变化,而个体所受到的影响,却无法用常理进行描绘。

因为在光速飞行的时候,个体会脱离四维时空,就像一个无边无际的点,如果有真空存在的话,这个飞船会变得像一个单点一样,拥有0的质量。

所以个体将再也无法回到地球,甚至连整个宇宙都将脱离,因为宇宙中没有真空,空间中怎么都有一些气体存在,而这些气体不仅影响空间本身,在光速下运动的物体,气体也会被强大的吸引力拉向,与物体产生接触。

那么在光速飞行,物体就会变得极为巨大,无论如何抗拒,都无法躲过气体的吸引力,于是这个物体就会被拉出轨道,击中其他物体。

而当两个物体碰撞,由于其速度都很快,所以很难判断它们是如何运动的,一旦这种物体击中地球或其他行星,就会将其撕成碎片,从而减小其质量,再次回到未受影响的状态。

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而此时的飞船,已经成为无边无际的点,它不仅几乎没有质量,也没有体积,甚至连能量也没有,因为光速本身就是物质的极限。

所以无论飞船以多少能量加速,都无法超过光速,于是它就会因为与能量的接触,变得更加巨大,最终变为无边无际的点,再也感受不到任何东西的存在。

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而这个点也会脱离四维时空,因为在这种运动状态下,这个点产生了负质量,这种负质量又会产生反能量,反能量又会产生反引力,反引力会抗拒宇宙的引力,于是飞船又会脱离引力,随着时间的逐渐积累,它的能量也会越积越多,但是由于没有能量产生反能量,所以它也只能脱离宇宙,创造出一个新宇宙。

结语

光速飞行背后的故事极为有趣,但是从数学计算上来看,光速飞行是不可能的。

但人们对于光速的探索才刚刚开始,或许未来,科学家会给出一种超光速的理论或方法,突破光速障碍,开启通往新世界的大门。

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