太陽光到達地球需要8分鐘,太陽光:瞎說,我一瞬間就能到達!

2024年04月18日15:53:13 財經 5837

太陽與地球之間的平均距離為1.5億公里,光速每秒30萬公里,這樣計算下來,太陽光從太陽到地球大約需要8分鐘。

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本來這並沒有,就是簡單的數學計算,距離除以速度。但是,這種方式計算出來的時間,是以人類的角度來計算的。也就是說在人類看來,太陽光到達地球需要8分鐘。

但是,如果太陽光有意思,它肯定有話要說了:我自己飛到地球,幹嘛要看你們人類的臉色?我自己難道不知道用了多長時間嗎?

不過說到時間,太陽光就會一臉懵逼:等等,什麼是時間?

聽到太陽光問這樣的問題,很多人可能也會跟着一臉懵逼:什麼?你連時間是什麼都不知道?

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你沒看錯,光確實不知道時間到底是什麼,因為在光的眼裡,根本就不存在時間這個概念。

到這裡,可能你越看越糊塗了:時間不是無處不在嗎?怎麼到了光那裡就不存在了呢?

且聽我慢慢分析。先來個思想實驗。

假設你工作地點距離你家10公里,你開車過去需要20分鐘,當然這裡的「20分鐘」是你的計時。

可能你會問:為什麼特意強調是「我的計時」呢?難道別人的計時就不是20分鐘了嗎?

的確,在外人看來,你到工作地點也需要20分鐘。

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其實這就是牛頓力學體系的基礎:絕對時空觀,強調時間和空間是絕對的,兩者是孤立存在的,對於任何人來講,時間和空間都是一個絕對不變的量,時間都會以絕對不變的速度流逝。

如果時空真的是絕對的,那麼光速就不可能是一個常數,相對論的基本前提之一「光速不變原理」就不存在了,也就不可能有相對論了。

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愛因斯坦在以「光速不變原理」和「相對性原理」為基礎提出相對論後,徹底打破了牛頓的絕對時空觀,提出了相對時空觀,認為時間和空間都是相對的,兩者是有機的整體不可分割,速度會影響時間和空間。

光速不變原理,意味着光速的絕對性,不管一個物體的運動狀態如何變化,觀察到的光速都保持不變。比如說,哪怕你以無限接近光速的速度追趕一束光,在你眼裡,這束光的速度仍舊是光速。

說白了,光速與任何速度疊加之後仍舊是光速。

也就是說,哪怕我靜止不動,你以0.99倍光速飛行追趕一束光,我和你看到這束光的速度也是相同的,都是光速。

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你可能會很不服氣:我已經跑這麼快了,努力追趕那束光,你靜止不動,結果我們兩人與那束光的相對速度竟然都是光速,合著我白跑那麼快了!這不公平,我抗議!

我只能說:抗議無效!光速就是那麼霸道。

但也就是因為光速就是那麼霸道,為了迎合霸道的光速,你和我的時間和空間就不能完全一樣,否則你我眼裡的光速不可能是一樣的!

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光速的例子可能不太好理解,用低速世界打比方就更好理解了。

比如說,一輛火車以時速100公里的速度行駛(相對地面),我靜止在地面上,你在地面上以時速20公里的速度與火車同向奔跑,你和我看到的火車速度竟然是相同的,都是時速100公里。

這意味着什麼?

既然你我在不同的速度下觀察到相同的火車速度,那麼你和我的時間空間肯定不一致,只有這樣,才有可能看到相同的火車速度。如果我們的時間空間都絕對一致,看到的火車速度肯定不一樣,因為我們兩人的速度不一樣。

看起來有點繞嘴,但其實並不難理解,仔細品品就明白了。

我們現實中看到的火車速度肯定是不一樣的,這裡只是藉助低速世界來通俗間接理解光速不變原理。

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當然,我們也可以藉助光速不變原理,用數學手段更嚴謹地計算出時間膨脹公式和尺縮效應公式,過程並不複雜,這裡就不再詳述了。

時間膨脹效應和尺縮效應是同時出現的,兩者其實是等價的,因為時間和空間是一體的,兩者不能分割。

同時,任何事物不僅在空間維度移動,也同時在時間維度移動,我們平時所講的速度都是指三維空間的速度,而不是四維時空的速度,其實兩者有本質區別。

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宇宙萬物都在四維時空中運動,在空間的速度與在時間維度的速度有某種特殊關係。當一個物體在空間維度速度為零,也就是平時我們所講的靜止不動,那麼該物體在時間維度就會以光速運動,時間維度的速度是最快的。

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而如果一個物體在空間維度有速度,這個速度其實就相當於時間維度的速度產生了一個分量,結果就會導致時間維度的速度變慢。

說白了,時間和空間維度的速度會完美「協調」,就像兩個物理矢量那樣,最終合成的速度保證是光速!

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空間的速度(也就是我們平時所講的速度)越高,時間維度的速度就越低,意味着時間越慢。反之,速度越低,時間維度的流逝速度就越快。當速度最低時,也就是平時我們所講的靜止不動,時間流逝得最快,也就是光速。

言外之意,宇宙萬物其實時刻都在以光速飛行!注意,這裡的「光速」指的是四維時空的速度,而不是三維空間里的速度。

按照狹義相對論中的時間膨脹效應,當一個物體的速度無限接近光速時,時間就會趨於停止,如果速度達到了光速,時間就靜止了!

當然,所謂的「達到光速,時間靜止」這種說法其實是不嚴謹的,因為光速飛行的物體,比如說光,已經不能用狹義相對論去解釋了,狹義相對論只能解釋低於光速的物體的運行規律,一旦達到光速就不歸相對論管了。

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所謂的「達到光速,時間靜止」只是通俗的說法,我們當然可以這麼簡單理解。但更嚴謹的說法是「達到光速,就不存在時間了」!

這也是為什麼一開始我會說「在光的眼裡,根本就不存在時間概念」。你向光去解釋時間,就如同向人類解釋一種不存在的顏色一樣,沒有意義!

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光的眼裡由於不存在時間概念,當然意味着光無論飛行多遠的距離,都不需要時間,或者通俗來講「都只需要一瞬間」,哪怕是宇宙的邊緣,光也可以瞬間到達!

完。

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