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有人說(shuō)光速飛船里的人不會(huì)老,那么人體細(xì)胞還在活動(dòng)嗎?

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本文基于回答網(wǎng)友類(lèi)似問(wèn)題,見(jiàn)如下截圖:

這個(gè)想法是根本沒(méi)弄清光速情況下人不會(huì)變老的原因。理論上,人的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到光速(可以想象乘坐光速飛船),時(shí)間停止,距離為零。也就是說(shuō)時(shí)間沒(méi)有流逝,細(xì)胞沒(méi)有代謝,當(dāng)然不會(huì)變老。

而這個(gè)問(wèn)題卻說(shuō)時(shí)間沒(méi)有變化,為什么不會(huì)變老?哪位科學(xué)家說(shuō)過(guò)在光速飛船里時(shí)間沒(méi)有變化?是自己在那里悶著頭想象的吧?光速問(wèn)題是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,要弄清這個(gè)問(wèn)題就必須老老實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)一些基本常識(shí),比如光速是什么,為什么光速是宇宙中最快的速度,愛(ài)因斯坦的光速極限和光速不變理論是什么,為什么光速無(wú)法突破等等。

簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)時(shí)間膨脹理論

在愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論中,最重要的一個(gè)理論就是速度時(shí)間膨脹理論,說(shuō)的就是速度越快時(shí)間流逝越慢,達(dá)到光速以后,時(shí)間就會(huì)停止。通俗的說(shuō)法就叫尺縮鐘慢效應(yīng),就是速度越快,時(shí)間流逝越慢,而距離相應(yīng)越短,達(dá)到光速時(shí)間停止,距離為零。

也就是說(shuō)在光速飛船中,你不會(huì)感覺(jué)到時(shí)間流逝,也沒(méi)有感覺(jué)到距離,要到任何地方,連瞬間都不要就到了,你的細(xì)胞什么的都沒(méi)有感覺(jué)到時(shí)間流逝,也就是沒(méi)有任何新陳代謝,就到了。速度時(shí)間膨脹效應(yīng)遵循的公式為:t’=t/√[1-(v/c)^2]

這里的t’是速度時(shí)間膨脹效應(yīng)值;t是低速系觀測(cè)者第一個(gè)時(shí)鐘時(shí)間記錄;v是第二個(gè)時(shí)鐘相對(duì)第一個(gè)時(shí)鐘的移動(dòng)速度;c為光速。根據(jù)這個(gè)公式我們可以理解到,時(shí)間膨脹效應(yīng)必須有參照系,也就是有兩個(gè)時(shí)鐘,一個(gè)是高速運(yùn)動(dòng)中的時(shí)鐘,一個(gè)是觀察者的時(shí)鐘。

所謂時(shí)間膨脹或者說(shuō)尺縮鐘慢,是相對(duì)觀察者而言,就是相對(duì)靜止的觀察者的時(shí)鐘正常運(yùn)動(dòng),而高速運(yùn)動(dòng)中的人時(shí)鐘會(huì)變慢。

光速常數(shù)代號(hào)為c,根據(jù)公式計(jì)算,當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到0.5c時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)達(dá)到1.15倍,也就是相對(duì)靜止觀察者時(shí)間慢了15%,以此類(lèi)推;當(dāng)速度達(dá)到0.8c時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)達(dá)到1.66倍;速度達(dá)到0.9c時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)達(dá)到2.29倍;速度達(dá)到0.99c時(shí),時(shí)間膨脹效應(yīng)達(dá)到7倍;速度達(dá)到0.99999999999999c時(shí),時(shí)間膨脹707萬(wàn)倍。

這已經(jīng)不僅僅是理論和猜想,而是經(jīng)過(guò)100多年科學(xué)界無(wú)數(shù)的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)驗(yàn)證,顛撲不破。這個(gè)理論已經(jīng)廣泛運(yùn)用在科學(xué)技術(shù)發(fā)展和我們的生活中,如衛(wèi)星導(dǎo)航,如果不用相對(duì)論時(shí)間膨脹理論進(jìn)行調(diào)整,就寸步難行。

這里的時(shí)鐘變慢不要理解為只是時(shí)鐘的刻度變慢,而是時(shí)間的實(shí)質(zhì)變慢。

時(shí)間的實(shí)質(zhì)或者說(shuō)本質(zhì)是什么?

時(shí)間不是時(shí)鐘的刻度,時(shí)鐘的刻度只是人們根據(jù)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)和地球自然條件,人為設(shè)定的計(jì)時(shí)工具。在現(xiàn)代物理學(xué)中,也就是相對(duì)論條件下,時(shí)間、空間、物質(zhì)是三位一體的,相互依存,不會(huì)單獨(dú)存在。

這三位一體的關(guān)系為:空間是物質(zhì)的容器,沒(méi)有這個(gè)容器,物質(zhì)就無(wú)法存身,也就不存在物質(zhì);物質(zhì)是空間的內(nèi)容,沒(méi)有物質(zhì),空間就是虛的,就是絕對(duì)的真空,時(shí)空同時(shí)消失;時(shí)間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的依據(jù)和記錄,具有一維性,也就是任何物質(zhì)都有生老病死,一維向前不可回頭,時(shí)間停止,物質(zhì)和空間同時(shí)消亡。

由此我們可以看出,時(shí)間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)以及空間變化的內(nèi)在標(biāo)志,也就是說(shuō)時(shí)間變慢,不僅僅是時(shí)鐘刻度本身變慢,而是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)空間變化的實(shí)質(zhì)性變慢,時(shí)鐘刻度只是記錄了對(duì)這種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程而已。

人體時(shí)間變慢的實(shí)質(zhì),就是新陳代謝變慢,時(shí)間停止,就是新陳代謝的停止。

這聽(tīng)起來(lái)很神奇,正是因?yàn)樯衿?,這種發(fā)現(xiàn)才更彰顯了愛(ài)因斯坦的偉大。他正是從發(fā)現(xiàn)光速這種特性開(kāi)始,創(chuàng)造出一系列理論,包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論,發(fā)現(xiàn)了引力的本質(zhì)是質(zhì)量導(dǎo)致的時(shí)空彎曲現(xiàn)象。

而時(shí)空的相對(duì)性不光體現(xiàn)在速度時(shí)間膨脹上,而且還體現(xiàn)在重力時(shí)間膨脹上,也就是重力越大的環(huán)境,時(shí)間會(huì)越慢,黑洞中的時(shí)間靜止。

愛(ài)因斯坦還告誡了大家:任何物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)法達(dá)到光速

物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)法達(dá)到光速,當(dāng)然就更無(wú)法超越光速了。愛(ài)因斯坦通過(guò)質(zhì)增效應(yīng)給出了一個(gè)質(zhì)速關(guān)系公式:M=m/√[1-(v/c)^2],公式中的M為物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,m為物質(zhì)的靜質(zhì)量,v為運(yùn)動(dòng)速度,c為光速。

根據(jù)這個(gè)公式,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度越快,動(dòng)質(zhì)量(或者說(shuō)動(dòng)能)就越大,隨著速度趨于光速,物質(zhì)動(dòng)量趨于無(wú)限大。何謂無(wú)限大?就是整個(gè)宇宙都是有限的,而如果一個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)達(dá)到光速都變成無(wú)限大了,這個(gè)宇宙能裝下嗎?所以這就是一個(gè)悖論。

一個(gè)粒子都無(wú)法達(dá)到光速,這已經(jīng)被科學(xué)家們無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)所證實(shí)。在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)里,科學(xué)家們用巨大能量把一束質(zhì)子加速到光速的99.9998%時(shí),其能級(jí)達(dá)到了7萬(wàn)億電子伏特,相當(dāng)一艘航母以20節(jié)速度航行,其動(dòng)能已經(jīng)非常驚人了。

這時(shí),在這個(gè)百分比后面再加上一個(gè)9或1,所需能量要指數(shù)級(jí)上升,最后將全球能量集中推動(dòng)一個(gè)粒子再提速都不可能了。由此證明任何物質(zhì)都無(wú)法達(dá)到光速,一個(gè)針尖上能站立萬(wàn)億的粒子都不行,何況一艘飛船或一個(gè)人?

因此,人類(lèi)企圖通過(guò)光速飛船來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)壽命的妄想是永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而在一般所謂的高速中,比如1%光速,也就是每秒3000公里,未來(lái)的飛船有可能達(dá)到這種速度。

但這種速度時(shí)間膨脹效應(yīng)極小,根據(jù)公式計(jì)算時(shí)間膨脹效應(yīng)約1.00005,也就是時(shí)間會(huì)減慢十萬(wàn)分之五。這樣1年時(shí)間里壽命會(huì)延長(zhǎng)1577.88秒,也就是約0.44個(gè)小時(shí),100年也就長(zhǎng)壽44個(gè)小時(shí),還不到2天時(shí)間。

但在高速飛船中,輻射、失重等各種對(duì)身體的損害,會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于速度帶來(lái)的長(zhǎng)壽效應(yīng)。如在空間站雖然有很好的保護(hù),但宇航員在上面只呆了半年或一年,身體就會(huì)受到較大損害,如骨質(zhì)疏松、輻射受損等,回到地球要療養(yǎng)很長(zhǎng)一段時(shí)間才能逐漸恢復(fù)過(guò)來(lái)。

因此,就不要夢(mèng)想什么光速飛船長(zhǎng)壽了,你說(shuō)呢?歡迎討論,感謝閱讀。

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