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光速旅行的惊人真相:宇宙塌缩与时间静止的科学解析

 2025年02月28日  阅读 5

摘要:本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。我们知晓,光速乃是目前无法超越的速度极限,就连达到光速都难以企及。倘若你能够以光速进行旅行,那么你将会看到什么呢?实际上,若你能以光速旅行,或许已无法留意身边物体。你已身处宇宙各处,因为整个宇宙已塌缩为一个无限薄...

本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

我们知晓,光速乃是目前无法超越的速度极限,就连达到光速都难以企及。倘若你能够以光速进行旅行,那么你将会看到什么呢?

实际上,若你能以光速旅行,或许已无法留意身边物体。你已身处宇宙各处,因为整个宇宙已塌缩为一个无限薄的平面。此外,当你能够处理一个想法时,宇宙已到达其最终终点,原因是时间在以无限快的速度流逝。所以你以光速前行,期望在合理时间内到达下一个恒星系统,而整个宇宙会瞬间发生变化。爱因斯坦发现,以光速离开时钟,时钟指针会停止转动且时间静止不动。速度比 C 慢,手的动作也会变慢。这个概念可用于解释孪生悖论,若船以光速前进,时钟会慢些,所以船上的人时间会慢些。若时间变慢,人就会变慢。这被视为符合洛伦兹因子和光速旅行实验。

如果你以 0.999c 的速度飞行,你会看到恒星被压缩得几乎平齐并呼啸而过。在你的太空船上,你的眼睛能看到可见光,但对你而言,那是接近时的微波和红外线,以及经过时的 X 射线。因此,棕矮星在你靠近它们时会很明亮,而在你经过时会消失。

你有如此强大的速度,因此,从太阳神处到距离 4.22 光年的半人马座,在地球上测量需 4.2242 年,而你自身仅感觉过了十几天。当你经过被视为“球形”的物体时,你测量出它们的宽度是厚度的 22.4 倍,或者仅为你所面对的表观直径的 4.4%。当你靠近一颗恒星或行星时,它呈现出这样的状态:

但当你经过时,你会看到它的侧面:

从地球上观测,到达半人马座近邻座只需 22 分钟,而光到达那里需要 4.22 年,比光到达的时间还长。然而在船上,到半人马座的整个旅程不到一周。相对论周围反映着所有与光速有关的数学关系,随着你行进速度变快,时间和长度会发生变化。这个想法源于所有观察者都必须以相对于他们的光速看到光这一概念。如果光速是固定的且我们都看到同样的光速,那么时间就需要收缩或扩张,以此来解释观测结果的变化。因为时间发生了变化,所以长度也必须改变,这样事情才能在合适的时间框架内发生。

当任何东西在真空中的传播速度超过光速时,光、电磁场以及相互作用不能快于光速。因为携带光子的电磁力无法传播得那么快。依据洛伦兹变换,这样一个物体及其多元宇宙,包含它曾经发出的所有光,会被描述为对于一个静止的观测者而言具有负的假想分钟深度。所以,在经过它之后,它依然是不可观察的。当以这样的速度后退时,这种物体发出的光,无法赶上以大于真空中光速的速度从它后面退出去的物体,这种物体无法通过光或电磁进行探测,所以它们是看不见的。

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