㈠ 光速飞行时间会变慢吗
是的,光速飞行的时间会变慢。这是相对论时间延迟效应。
不过这只是在外界观察者而言的。对于光速飞行者(光速飞行的宇宙飞船中的宇航员)来说,时间仍是原来的时间,并没有变化。
以“一天”为例。光速飞行的一天是指的地球上的一天,显而易见地球上就过了一天而已,这很简单谁都知道;
光速飞行的一天指的是宇航员本身流逝的时间。而对于地球来说,宇航员光速飞行的一天在地球上可能已经过了数亿年,在这光速飞行的人的一天里,太阳可能都熄灭变成白矮星了。
时间延迟效应是狭义相对论的推论,其认为物体的运动速度影响着这个物体本身的时间流逝速度,以光子为例它的速度为光速,那么它的时间流逝速度为零,就是时间停止了。那么这个人如果光速的话,那对于外界来说一定也是时间静止的。
这就是时间延迟效应的计算公式
㈡ 光速可以减慢时间,那超越光速是不是就可以逆转时间
在理论上超越光速的确就可以逆转时间。但事实上就是做不到的。目前还没有可以超越光的速度。最远只在物理学上行得通,但是对时间概念而言,过去的时间是不可能回转的。
㈢ 一秒是多少毫秒(有三种方法可让光速慢下来)
一秒是多少毫秒(有三种方法可以减慢光速)
光速最快且不变是现代物理学的基本杠杆。自从爱因斯坦的广义相对论设置了这个杠杆,经过100年的考验,越来越牢不可破。
但是很多人都有这样一个疑问,有没有办法让光速变慢?
当然,如果不设置条件,至少有三种方式。
第一种方法太简单了。不同的介质可以获得不同的光速。
光速常数的准确值是299792458m/s,大约是每秒30万公里。但这个速度意味着在true 空中,光速在不同的介质中有不同的速度,但都会慢一些。
所以,要减慢光速,在不同的介质中都可以实现。
光的传播速度在玻璃中约为每秒20万公里,在酒精中约为每秒22万公里,在水中约为每秒22.5万公里,在冰中约为每秒23万公里。
空气体对光的折射率为1.0008,所以光在空气体中的传播速度为299792458/1.0008 = 299552816m/s。
因此,光在空气体中的速度衰减一般可以忽略不计,如在true 空中一般为每秒30万公里左右。
那么这个世界上有没有真空中可以减慢或停止光速的环境呢?
有人认为绝对零度可以冻结光线。
绝对零度是0 K的热力学温度,也叫零开尔文,相对摄氏度是-273.15 。
零度能绝对冻结光线吗?当然可以。
我们知道现代物理学有两个天花板,一个是光速的极限,这个世界上没有任何东西能达到或超过光速,哪怕是最小的粒子也不行。还有一个是绝对零度,理论上是我们这个世界的最低温度。只可意会,不可言传,即达不到。
这两个天花板在目前的理论框架下是无法突破的。
既然不可能实现,即使有人认为绝对零度可以冻结光线,也不可能实现。
其实理论上绝对零度并不是冰冻光线那么简单,而是寂静的象征。
死亡不是某个生物或事物的死亡,而是万物的消失。
到了绝对零度,并不是光子会冻结,而是没有光子,密度为零,空之间的距离为零,运动停止,整个世界都没了,甚至没有了我们这些观察者。现有的所有理论和定律都失效了,主导世界的四大基本力量都没了。光子到底冻不冻谁来观察知道?理论上没什么。怎么能冻住呢?
因此,这种“冻结”的方法不包括在三种方法中。
所以在true 空就没办法减速了?显然,事实并非如此。我们的一些科学家已经做了实验,创造一个特殊的环境,真空中的光速可以减慢。
其实不一定是绝对零度。当物质非常接近绝对零度时,会发生奇怪的变化。
比如玻色-爱因斯坦凝聚体。
这是第二种减缓光线的方法。
所谓玻色-爱因斯坦凝聚,是1924年玻色和爱因斯坦从理论上预言的一种物质状态。他们认为当温度足够低,原子速度足够慢时,它们会聚集在能量最低的同一个量子态。所有的原子就像一个原子一样,它们的物理性质会完全一样。
玻色-爱因斯坦凝聚是指玻色子原子冷到接近绝对零度时的状态。
这个温度有多低?
宇宙微波背景辐射约为2.7K,约为-270.45 。科学家认为宇宙中最冷的回旋镖星云的温度只有1 K。
但目前-273.149999999999 的温度已经由人类在国际站空产生,即距离绝对零度只有0.0000000001 ,距离绝对零度百万分之一开尔文。
玻色-爱因斯坦凝聚体就是在这种超低温状态下得到的(根据冷冻玻色子的不同,温度也不同)。
在极低温度下,玻色子的性质发生根本变化,呈现出气态或超流态(物态),被认为是除固体、液体、气体、等离子体之外的第五种物质状态。
在这个世界上已经发现了数百种粒子。通过长期的研究和了解,科学家将其分为两大类,即玻色子和费米子。
玻色子不遵循泡利不相容原理,但费米子遵循。玻色子自旋量子数是整数0和1,费米子自旋量子数是半整数1/2和3/2。
玻色子有两种:基本玻色子主要包括胶子、光子、Z、传递基本相互作用的引力子和为其他粒子提供能量的希格斯粒子,俗称“上帝粒子”;复合玻色子由偶数费米子组成,包括介子、氘子、氦-4等。
费米子包括轻子、核子和超子,包括中子和质子,都属于费米子。它们具有低温凝聚费米子的性质,被认为是物质的第六态。
但是光子属于玻色子。今天我们讲的是光速如何变慢,所以主要讲玻色子凝聚态,而不是费米子凝聚态。
科学家在1995年创造了玻色~爱因斯坦凝聚体,从而实现了这两位科学家的预言。
那么光子在玻色-爱因斯坦凝聚态下会表现出什么样的性质呢?
这个性质符合量子力学的基本原理~测不准原理。这个理论认为,一个粒子的动量(或速度)越精确,它的位置就越不精确,反之亦然。在非常低的温度下,玻色子原子的动量非常小,所以它们的位置非常不确定,占据的体积大大增加。原子波函数叠加合并成玻色-爱因斯坦凝聚体。
玻色-爱因斯坦凝聚体有许多有趣的特性。比如它们导致极高的光密度差,以至于可以利用激光改变原子状态,使它们突然增加到一定的频率和折射率,光速在其中会直线下降,达到每秒数米甚至冻结。
1999年,由丹麦物理学家莉娜·维斯特加德·豪领导的一个小组成功地利用超流体将一束光的速度减慢到每秒17米。到2001年,她已经能够完全冻结一束光。
这种减慢和冻结光的技术,实际上是光穿过超冷气体,与这些处于玻色-爱因斯坦凝聚态的气体粒子相互作用而产生的现象。该研究揭示了光与物质相互作用和转化的一些机制,对量子加密和量子计算技术的发展具有重要意义。
玻色-爱因斯坦凝聚是一个复杂甚至难以理解的过程。作为一个科普,我们只需要知道光速在这种状态下是可以变慢的。
当然,这种光速减慢并不是光本身基本性质的改变,而是发现光子在一定条件下具有一些新的特性。这项研究为人类打开了另一扇门,将带给我们一个新世界。
㈣ 相对论 90%光速 时间变慢多少
根据相对论,90%的光速状态下,时间变慢约2.3倍!也就是说,一艘飞船以90%光速飞离地球,飞船里面的人在1年后返回地球,此时地球上已经过去了2.3年!如果速度达到99%光速,这个比例变成7倍
㈤ 光速真的可以改变时间吗
不行吧,我觉得时间是没办法改变的。虽然说时间会随着速度的变快而减慢,假如可以超过光速的话,时间会倒流,但是仅仅是超过了光速的你的时间倒流而已,你根本不可能像终结者那样回到过去,所以不可能改变时间。
㈥ ①“半光速”(15万公里/小时)时,时间会减慢多少 ②把一个100斤的人加速到半光速需要多少动力
光速是30万公里每秒,不是小时。半光速是15万公里每秒。而且这是真空光速。把一个100斤的人加速到半光速,先不说人承不承受得了。质量越大,所需的能量也就越大。100斤的人加速到半光速,预计需要10兆亿能量
㈦ 超光速真的能改变时间吗
狭义相对论告诉我们,你运动得越快,时间流逝得越慢,而当运动的速度等于光速时,时间就停止流逝了。那么超过光速呢?许多人就认为,此时时间就开始倒流。也就是说超光速旅行意味着回到过去。在许多科幻作品中常会出现这种情节。而写于1923年的一首关于狭义相对论的打油诗,则形象地体现了这种观点:“有位叫布莱特的年轻姑娘,她行走的速度远胜于光,她以相对论的方式,从某一天出发,却已于前晚归来。”
但狭义相对论也告诉我们,要把一个比光运动慢的物体加速到光速,你需要无限多的能量,更别提要超光速了。而回到过去常常会破坏因果关系,例如所谓的祖父悖论:如果你回到过去,并杀死你的处在幼年的祖父,那么你怎么会在之后出生并长大后回到过去杀死你的祖父呢?所以说,超光速旅行是一件不可能的事情。
不过,让我们暂时假设一下,如果可以进行超光速旅行,那么究竟会发生什么呢?时间真的会发生倒流吗?
最近,美国密歇根理工大学的物理学家罗伯特·涅米罗夫,利用一个非常简单的模型对此进行了研究,对于相对论这么复杂的问题来说,即使简单的模型也含有如下一系列设定:
设定1:离地球10光年远的地方有一颗X行星,正在以相对于地球为0.1c(c为光速)的速度远离地球。
设定2:有一艘宇宙飞船从地球上的发射台上起飞,以恒定的速度驶向X行星;抵达X行星后立刻再次起飞,以相同的恒定速度返回地球,并停在离发射台不远的停机坪上。相同的速度,指的是飞船去程时相对于地球的速度,与返程时相对于行星X的速度大小相同。这意味着,飞船返程时相对于地球的速度大小需要使用狭义相对论来计算。
设定3:为了计算的方便,飞船发射时的时刻设为0。
设定4:讨论中所说的时间和距离都是相对于在地球上的观察者而言的。
涅米罗夫对飞船在近光速、等光速、超光速等不同速度下的情形进行了计算。他的研究结果呈现出的是一个超乎想象的世界。
0.1~1c:没什么奇怪之处
不管怎样,飞船的速度必须大于0.1c,否则追不上X行星。我们先来考虑飞船的速度为0.5c的话,看会出现什么情况。
如果地球和X行星的距离一直不变,飞船只需要20年就能抵达目的地。但由于X行星正在1/10光速的速度远离地球,飞船需要25年才能追上它。抵达时,飞船与地球的距离将变为12.5光年。鉴于光的传播需要时间,地球上的你需要再过12.5年才能看到飞船抵达X行星。也就是说,飞船离开地球37.5年后,你才能在天文望远镜里看到飞船降落在X行星的情况。
之后飞船立即返回,其速度相对于X行星仍是0.5c,但根据狭义相对论,相对于地球来说速度不是变为0.4c(0.5c减去0.1c),而是会变为0.4211c,这样返程时间将变为29.69年,而飞船总共旅行的时间为54.69年。
但不管怎样,地球上的你会看到,飞船就是直接离开了,抵达X行星,然后返回地球,不会看到有什么奇怪之处。
1c: 事情开始变得有点怪异
如果飞船的速度是光速呢?很显然,根据狭义相对论,飞船在往返中相对于地球的速度都将是光速。经过计算,飞船抵达X行星需要11.11年,抵达时与地球的距离当然变为11.11光年。鉴于光的传播需要时间,地球上的你需要再过11.11年,即总共22.22年,才能看到飞船抵达X行星。而飞船从X行星返回地球需要11.11年。飞船总共旅行的时间为22.22年。
而这时候,事情开始变得有点怪异。过了22.22年,你才会看到飞船抵达X行星,但同时也会看到飞船返回了地球并降落在停机坪上。这是因为飞船抵达X行星的光信号,会与飞船一起以同样的速度(即光速)抵达地球。
1~10c:“魅影”飞船的出现
如果飞船进行超光速旅行会是什么情况呢?计算显示,飞船进行超光速旅行时,会导致返程所需的时间小于去程所需的时间。
如果飞船的速度是5c的话,那么飞船会在发射后的2.041年抵达离地球有10.20光年远的X行星。由于相对论效应,飞船返回地球的速度,相对于地球来说将变为9.8c,所以回来的时间变短,只需再过1.041年就回到地球了。所以,飞船总共旅行的时间为3.082年。
但对于地球上的你来说,事情变得十分诡异。首先,你会看见飞船很正常地离开了地球。过了3.082年,你还会在天空中看到这艘飞船正飞往X行星,但同时你会看见停机坪上突然凭空产生两艘同样的飞船,其中一艘停留在停机坪上,另一艘会立刻离开地球并倒着飞往X行星。
之所以会出现这种古怪的现象,是因为飞船跑得比光快。飞船返回地球之后,你不仅会看到停在停机坪上的飞船,而且还能看见飞船离开时产生的影像(也就是你之前也能在天空中看到的飞船),还有就是能看见飞船返回时产生的影像(一艘从停机坪上飞往X行星的飞船)。
其中,飞船返回时产生的影像,看起来如同倒着播放的录像一样,或者可以说这艘飞船似乎在逆着时间行驶。为什么这么怪异?
㈧ 人如果达到光速时间比正常人要慢多少倍
你可以想象一下,你从你家跑到美国去,用接近光速的速度跑,跑的过程中,你左右看周围的人,他们都是慢动作,因为对他们而言,你只是一瞬间就经过了,他们看不到你,所以你看他们很慢,也就是对你而言,你的时间变慢了。把这个接近光速的速度比喻数字1,而把光速比喻成0,当你用光速跑的时候,你再左右看周围的人,你看到的是静止的人。因为他们还没有动,你就已经过去了,这对你来说,世界是静止的,也就是0!当你再用超过光速跑的话,也就是超过0,就是-1,你再左右看人们,看到的人们动作是倒流的,也就是你穿越了。不过这只是理论观点,不可能实现的!
㈨ 光速能减慢时间的能力有多强,有没有一个公式可以计算
我来告诉你答案,耐心点看。
光,是一种承载信息的介质。我看到我面前有一个桌子,其实我看到的并不是桌子,而是桌子反射的光线进入了我的眼睛,我看到的是光带来的信息,如果说我和桌子在一个没有光的地方,我是看不见这个桌子的。
那么假如你超越了光速,就意味着你追上了曾经发射出去的光线,你看到的将会是这个地方在某一个时间点之前的景象,你就相当于穿越了时空,而这个信息已经形成并固定,我们无法对其改变。这一点很好理解,就像我们观察某一颗距离我们100光年的星星,我们看到的其实是它100年前的样子,而我们并不能为它这100年的历史做任何改变。
现在我们回到你最开始的问题,光减慢时间的能力有多强,取决于你接近光速的程度,当你的速度等于光速后,你与光就形成了相对静止,你与光形成了相对静止意味着什么,意味着你所看到的一切都不会再发生改变,因为你看到的都是光