為什麼說,光錐之內就是命運?

2025年01月08日22:52:24 科學 1187

為什麼說,光錐之內就是命運?

為什麼說,光錐之內就是命運? - 天天要聞

每秒30萬公里的光速,是宇宙中信息傳遞速度的上限,也是因果律成立的必要條件之一,如果超過光速,那麼就能打破因果律,最直觀的例子,就是超光速飛船可以在它出發之前就回到起點,打破了時間的連續性。

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但是愛因斯坦的相對論證明了,光速是不變且不可被超越的,兩束光的相對速度仍然是光速,而不是2倍光速,有質量的物體在接近光速的時候,自身質量會膨脹成無限大,而宇宙中不存在無限大的能量,所以達到光速或者超光速也是不可能的。

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其實在100多年前,人類對光速的認知還很淺薄,當時許多物理學家認為宇宙中存在一種被稱為以太的東西,可以作為光在空間中傳播的介質,由於地球以每秒30km的速度繞太陽運動,如果以太存在的話,那麼光在順風中的速度與在逆風中的速度,就會有30km每秒的理論差值。

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1887年,物理學家邁克爾遜和莫雷設計了一個可以測量光速差值的精密實驗,然而實驗的結果卻表明,無論是在哪個方向上,光的傳播速度都是恆定不變的,同樣都是每秒30萬公里,並沒有什麼在以太中運動的痕迹。

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過了幾十年後,愛因斯坦以光速不變且不可被超越為假設,重新推導了一遍物理定律,最終創立了狹義相對論,裏面的時間膨脹和質能方程,都離不開光速,再之後的廣義相對論,更是把引力也納入了框架中,取代了牛頓的萬有引力定律,成了人類文明認識宇宙的新工具,黑洞,引力透鏡,引力波,都是廣義相對論的預言。

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在光速不可被超越的情況下,我們看到的一切其實都不是實時影像,而是光子帶來的歷史影像,比如太陽距離地球1.5億公里,除以每秒30萬公里的光速後,我們看到的其實一直是8分20秒之前的太陽。

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假設現在在6500萬光年外的地方,有一個外星文明正用一台超級望遠鏡觀察地球,那麼從理論上來說,他看到的就不是此刻的地球景象,而是6500萬年前處於水深火熱的恐龍時代,同樣的道理,我們現在用望遠鏡看到的仙女座星系,其實是254萬年前的仙女座

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不論是哈勃望遠鏡還是韋伯望遠鏡,它們看得越遠,其實距離現在就越古老,理論上來說我們甚至能看到宇宙大爆炸早期的第一縷光,但這也意味着我們永遠看不到宇宙的實時狀態。

可觀測宇宙直徑長達930億光年的情況下,所有的文明或許都會因此而在浩瀚無垠的時空中相互錯過,光速不僅隔離了過去和現在,也隔離了宇宙中的智慧文明,所以迄今為止我們都沒發現外星人的存在。

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然而從另外一個角度來說,如果宇宙就像三體所描述的那樣,是一個充滿危險的黑暗森林,光速的限制可能是對類似人類這種年輕文明的保護,也許正是宇宙的空曠和光速的緩慢,才讓地球生命有了足夠長的發展時間,最終誕生了我們。

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