㈠ 光速飛行時間會變慢嗎
是的,光速飛行的時間會變慢。這是相對論時間延遲效應。
不過這只是在外界觀察者而言的。對於光速飛行者(光速飛行的宇宙飛船中的宇航員)來說,時間仍是原來的時間,並沒有變化。
以「一天」為例。光速飛行的一天是指的地球上的一天,顯而易見地球上就過了一天而已,這很簡單誰都知道;
光速飛行的一天指的是宇航員本身流逝的時間。而對於地球來說,宇航員光速飛行的一天在地球上可能已經過了數億年,在這光速飛行的人的一天里,太陽可能都熄滅變成白矮星了。
時間延遲效應是狹義相對論的推論,其認為物體的運動速度影響著這個物體本身的時間流逝速度,以光子為例它的速度為光速,那麼它的時間流逝速度為零,就是時間停止了。那麼這個人如果光速的話,那對於外界來說一定也是時間靜止的。
這就是時間延遲效應的計算公式
㈡ 光速可以減慢時間,那超越光速是不是就可以逆轉時間
在理論上超越光速的確就可以逆轉時間。但事實上就是做不到的。目前還沒有可以超越光的速度。最遠只在物理學上行得通,但是對時間概念而言,過去的時間是不可能回轉的。
㈢ 一秒是多少毫秒(有三種方法可讓光速慢下來)
一秒是多少毫秒(有三種方法可以減慢光速)
光速最快且不變是現代物理學的基本杠桿。自從愛因斯坦的廣義相對論設置了這個杠桿,經過100年的考驗,越來越牢不可破。
但是很多人都有這樣一個疑問,有沒有辦法讓光速變慢?
當然,如果不設置條件,至少有三種方式。
第一種方法太簡單了。不同的介質可以獲得不同的光速。
光速常數的准確值是299792458m/s,大約是每秒30萬公里。但這個速度意味著在true 空中,光速在不同的介質中有不同的速度,但都會慢一些。
所以,要減慢光速,在不同的介質中都可以實現。
光的傳播速度在玻璃中約為每秒20萬公里,在酒精中約為每秒22萬公里,在水中約為每秒22.5萬公里,在冰中約為每秒23萬公里。
空氣體對光的折射率為1.0008,所以光在空氣體中的傳播速度為299792458/1.0008 = 299552816m/s。
因此,光在空氣體中的速度衰減一般可以忽略不計,如在true 空中一般為每秒30萬公里左右。
那麼這個世界上有沒有真空中可以減慢或停止光速的環境呢?
有人認為絕對零度可以凍結光線。
絕對零度是0 K的熱力學溫度,也叫零開爾文,相對攝氏度是-273.15 。
零度能絕對凍結光線嗎?當然可以。
我們知道現代物理學有兩個天花板,一個是光速的極限,這個世界上沒有任何東西能達到或超過光速,哪怕是最小的粒子也不行。還有一個是絕對零度,理論上是我們這個世界的最低溫度。只可意會,不可言傳,即達不到。
這兩個天花板在目前的理論框架下是無法突破的。
既然不可能實現,即使有人認為絕對零度可以凍結光線,也不可能實現。
其實理論上絕對零度並不是冰凍光線那麼簡單,而是寂靜的象徵。
死亡不是某個生物或事物的死亡,而是萬物的消失。
到了絕對零度,並不是光子會凍結,而是沒有光子,密度為零,空之間的距離為零,運動停止,整個世界都沒了,甚至沒有了我們這些觀察者。現有的所有理論和定律都失效了,主導世界的四大基本力量都沒了。光子到底凍不凍誰來觀察知道?理論上沒什麼。怎麼能凍住呢?
因此,這種「凍結」的方法不包括在三種方法中。
所以在true 空就沒辦法減速了?顯然,事實並非如此。我們的一些科學家已經做了實驗,創造一個特殊的環境,真空中的光速可以減慢。
其實不一定是絕對零度。當物質非常接近絕對零度時,會發生奇怪的變化。
比如玻色-愛因斯坦凝聚體。
這是第二種減緩光線的方法。
所謂玻色-愛因斯坦凝聚,是1924年玻色和愛因斯坦從理論上預言的一種物質狀態。他們認為當溫度足夠低,原子速度足夠慢時,它們會聚集在能量最低的同一個量子態。所有的原子就像一個原子一樣,它們的物理性質會完全一樣。
玻色-愛因斯坦凝聚是指玻色子原子冷到接近絕對零度時的狀態。
這個溫度有多低?
宇宙微波背景輻射約為2.7K,約為-270.45 。科學家認為宇宙中最冷的迴旋鏢星雲的溫度只有1 K。
但目前-273.149999999999 的溫度已經由人類在國際站空產生,即距離絕對零度只有0.0000000001 ,距離絕對零度百萬分之一開爾文。
玻色-愛因斯坦凝聚體就是在這種超低溫狀態下得到的(根據冷凍玻色子的不同,溫度也不同)。
在極低溫度下,玻色子的性質發生根本變化,呈現出氣態或超流態(物態),被認為是除固體、液體、氣體、等離子體之外的第五種物質狀態。
在這個世界上已經發現了數百種粒子。通過長期的研究和了解,科學家將其分為兩大類,即玻色子和費米子。
玻色子不遵循泡利不相容原理,但費米子遵循。玻色子自旋量子數是整數0和1,費米子自旋量子數是半整數1/2和3/2。
玻色子有兩種:基本玻色子主要包括膠子、光子、Z、傳遞基本相互作用的引力子和為其他粒子提供能量的希格斯粒子,俗稱「上帝粒子」;復合玻色子由偶數費米子組成,包括介子、氘子、氦-4等。
費米子包括輕子、核子和超子,包括中子和質子,都屬於費米子。它們具有低溫凝聚費米子的性質,被認為是物質的第六態。
但是光子屬於玻色子。今天我們講的是光速如何變慢,所以主要講玻色子凝聚態,而不是費米子凝聚態。
科學家在1995年創造了玻色~愛因斯坦凝聚體,從而實現了這兩位科學家的預言。
那麼光子在玻色-愛因斯坦凝聚態下會表現出什麼樣的性質呢?
這個性質符合量子力學的基本原理~測不準原理。這個理論認為,一個粒子的動量(或速度)越精確,它的位置就越不精確,反之亦然。在非常低的溫度下,玻色子原子的動量非常小,所以它們的位置非常不確定,占據的體積大大增加。原子波函數疊加合並成玻色-愛因斯坦凝聚體。
玻色-愛因斯坦凝聚體有許多有趣的特性。比如它們導致極高的光密度差,以至於可以利用激光改變原子狀態,使它們突然增加到一定的頻率和折射率,光速在其中會直線下降,達到每秒數米甚至凍結。
1999年,由丹麥物理學家莉娜·維斯特加德·豪領導的一個小組成功地利用超流體將一束光的速度減慢到每秒17米。到2001年,她已經能夠完全凍結一束光。
這種減慢和凍結光的技術,實際上是光穿過超冷氣體,與這些處於玻色-愛因斯坦凝聚態的氣體粒子相互作用而產生的現象。該研究揭示了光與物質相互作用和轉化的一些機制,對量子加密和量子計算技術的發展具有重要意義。
玻色-愛因斯坦凝聚是一個復雜甚至難以理解的過程。作為一個科普,我們只需要知道光速在這種狀態下是可以變慢的。
當然,這種光速減慢並不是光本身基本性質的改變,而是發現光子在一定條件下具有一些新的特性。這項研究為人類打開了另一扇門,將帶給我們一個新世界。
㈣ 相對論 90%光速 時間變慢多少
根據相對論,90%的光速狀態下,時間變慢約2.3倍!也就是說,一艘飛船以90%光速飛離地球,飛船裡面的人在1年後返回地球,此時地球上已經過去了2.3年!如果速度達到99%光速,這個比例變成7倍
㈤ 光速真的可以改變時間嗎
不行吧,我覺得時間是沒辦法改變的。雖然說時間會隨著速度的變快而減慢,假如可以超過光速的話,時間會倒流,但是僅僅是超過了光速的你的時間倒流而已,你根本不可能像終結者那樣回到過去,所以不可能改變時間。
㈥ ①「半光速」(15萬公里/小時)時,時間會減慢多少 ②把一個100斤的人加速到半光速需要多少動力
光速是30萬公里每秒,不是小時。半光速是15萬公里每秒。而且這是真空光速。把一個100斤的人加速到半光速,先不說人承不承受得了。質量越大,所需的能量也就越大。100斤的人加速到半光速,預計需要10兆億能量
㈦ 超光速真的能改變時間嗎
狹義相對論告訴我們,你運動得越快,時間流逝得越慢,而當運動的速度等於光速時,時間就停止流逝了。那麼超過光速呢?許多人就認為,此時時間就開始倒流。也就是說超光速旅行意味著回到過去。在許多科幻作品中常會出現這種情節。而寫於1923年的一首關於狹義相對論的打油詩,則形象地體現了這種觀點:「有位叫布萊特的年輕姑娘,她行走的速度遠勝於光,她以相對論的方式,從某一天出發,卻已於前晚歸來。」
但狹義相對論也告訴我們,要把一個比光運動慢的物體加速到光速,你需要無限多的能量,更別提要超光速了。而回到過去常常會破壞因果關系,例如所謂的祖父悖論:如果你回到過去,並殺死你的處在幼年的祖父,那麼你怎麼會在之後出生並長大後回到過去殺死你的祖父呢?所以說,超光速旅行是一件不可能的事情。
不過,讓我們暫時假設一下,如果可以進行超光速旅行,那麼究竟會發生什麼呢?時間真的會發生倒流嗎?
最近,美國密歇根理工大學的物理學家羅伯特·涅米羅夫,利用一個非常簡單的模型對此進行了研究,對於相對論這么復雜的問題來說,即使簡單的模型也含有如下一系列設定:
設定1:離地球10光年遠的地方有一顆X行星,正在以相對於地球為0.1c(c為光速)的速度遠離地球。
設定2:有一艘宇宙飛船從地球上的發射台上起飛,以恆定的速度駛向X行星;抵達X行星後立刻再次起飛,以相同的恆定速度返回地球,並停在離發射台不遠的停機坪上。相同的速度,指的是飛船去程時相對於地球的速度,與返程時相對於行星X的速度大小相同。這意味著,飛船返程時相對於地球的速度大小需要使用狹義相對論來計算。
設定3:為了計算的方便,飛船發射時的時刻設為0。
設定4:討論中所說的時間和距離都是相對於在地球上的觀察者而言的。
涅米羅夫對飛船在近光速、等光速、超光速等不同速度下的情形進行了計算。他的研究結果呈現出的是一個超乎想像的世界。
0.1~1c:沒什麼奇怪之處
不管怎樣,飛船的速度必須大於0.1c,否則追不上X行星。我們先來考慮飛船的速度為0.5c的話,看會出現什麼情況。
如果地球和X行星的距離一直不變,飛船隻需要20年就能抵達目的地。但由於X行星正在1/10光速的速度遠離地球,飛船需要25年才能追上它。抵達時,飛船與地球的距離將變為12.5光年。鑒於光的傳播需要時間,地球上的你需要再過12.5年才能看到飛船抵達X行星。也就是說,飛船離開地球37.5年後,你才能在天文望遠鏡里看到飛船降落在X行星的情況。
之後飛船立即返回,其速度相對於X行星仍是0.5c,但根據狹義相對論,相對於地球來說速度不是變為0.4c(0.5c減去0.1c),而是會變為0.4211c,這樣返程時間將變為29.69年,而飛船總共旅行的時間為54.69年。
但不管怎樣,地球上的你會看到,飛船就是直接離開了,抵達X行星,然後返回地球,不會看到有什麼奇怪之處。
1c: 事情開始變得有點怪異
如果飛船的速度是光速呢?很顯然,根據狹義相對論,飛船在往返中相對於地球的速度都將是光速。經過計算,飛船抵達X行星需要11.11年,抵達時與地球的距離當然變為11.11光年。鑒於光的傳播需要時間,地球上的你需要再過11.11年,即總共22.22年,才能看到飛船抵達X行星。而飛船從X行星返回地球需要11.11年。飛船總共旅行的時間為22.22年。
而這時候,事情開始變得有點怪異。過了22.22年,你才會看到飛船抵達X行星,但同時也會看到飛船返回了地球並降落在停機坪上。這是因為飛船抵達X行星的光信號,會與飛船一起以同樣的速度(即光速)抵達地球。
1~10c:「魅影」飛船的出現
如果飛船進行超光速旅行會是什麼情況呢?計算顯示,飛船進行超光速旅行時,會導致返程所需的時間小於去程所需的時間。
如果飛船的速度是5c的話,那麼飛船會在發射後的2.041年抵達離地球有10.20光年遠的X行星。由於相對論效應,飛船返回地球的速度,相對於地球來說將變為9.8c,所以回來的時間變短,只需再過1.041年就回到地球了。所以,飛船總共旅行的時間為3.082年。
但對於地球上的你來說,事情變得十分詭異。首先,你會看見飛船很正常地離開了地球。過了3.082年,你還會在天空中看到這艘飛船正飛往X行星,但同時你會看見停機坪上突然憑空產生兩艘同樣的飛船,其中一艘停留在停機坪上,另一艘會立刻離開地球並倒著飛往X行星。
之所以會出現這種古怪的現象,是因為飛船跑得比光快。飛船返回地球之後,你不僅會看到停在停機坪上的飛船,而且還能看見飛船離開時產生的影像(也就是你之前也能在天空中看到的飛船),還有就是能看見飛船返回時產生的影像(一艘從停機坪上飛往X行星的飛船)。
其中,飛船返回時產生的影像,看起來如同倒著播放的錄像一樣,或者可以說這艘飛船似乎在逆著時間行駛。為什麼這么怪異?
㈧ 人如果達到光速時間比正常人要慢多少倍
你可以想像一下,你從你家跑到美國去,用接近光速的速度跑,跑的過程中,你左右看周圍的人,他們都是慢動作,因為對他們而言,你只是一瞬間就經過了,他們看不到你,所以你看他們很慢,也就是對你而言,你的時間變慢了。把這個接近光速的速度比喻數字1,而把光速比喻成0,當你用光速跑的時候,你再左右看周圍的人,你看到的是靜止的人。因為他們還沒有動,你就已經過去了,這對你來說,世界是靜止的,也就是0!當你再用超過光速跑的話,也就是超過0,就是-1,你再左右看人們,看到的人們動作是倒流的,也就是你穿越了。不過這只是理論觀點,不可能實現的!
㈨ 光速能減慢時間的能力有多強,有沒有一個公式可以計算
我來告訴你答案,耐心點看。
光,是一種承載信息的介質。我看到我面前有一個桌子,其實我看到的並不是桌子,而是桌子反射的光線進入了我的眼睛,我看到的是光帶來的信息,如果說我和桌子在一個沒有光的地方,我是看不見這個桌子的。
那麼假如你超越了光速,就意味著你追上了曾經發射出去的光線,你看到的將會是這個地方在某一個時間點之前的景象,你就相當於穿越了時空,而這個信息已經形成並固定,我們無法對其改變。這一點很好理解,就像我們觀察某一顆距離我們100光年的星星,我們看到的其實是它100年前的樣子,而我們並不能為它這100年的歷史做任何改變。
現在我們回到你最開始的問題,光減慢時間的能力有多強,取決於你接近光速的程度,當你的速度等於光速後,你與光就形成了相對靜止,你與光形成了相對靜止意味著什麼,意味著你所看到的一切都不會再發生改變,因為你看到的都是光