为什么当速度趋于光速时，无论多远都能瞬间到达？

2025-02-12 18:24:32

推荐回答（5个）

回答1：

自从爱因斯坦创立相对论之后，我们的时空观彻底发生了改变。以光速不变为基础，时间和空间再也不是绝对的概念，而是与参照系的选择有关。对于不同参照系中的观测者，他们对时空的感知并不相同，尤其是在趋于光速的情况下。

举个例子，现在的北极星（勾陈一）距离地球大约400光年，一艘从地球上出发的宇宙飞船以光速的99.9996875%飞向北极星。在地球上的观测者看来，宇宙飞船需要大约400年的时间才会飞抵北极星。然而，根据上式计算可知，在宇宙飞船上的观测者看来，从地球飞到北极星只要1年的时间，地球和北极星之间的距离大约只有1光年，尺缩钟慢效应十分显著。

倘若宇宙飞船飞到北极星之后，马上再以相同的速度飞回地球。当飞船抵达地球时，地球上的时间早已经是800年之后。然而，飞船上的时间才过了两年，飞船上的观测者会认为他们是在两年前离开地球。

如果宇宙飞船的速度更加接近光速，飞船上的观测者可能只需1天就能抵达北极星，地球和北极星之间的距离仅为1光天。如果宇宙飞船的速度无限趋于光速，无论去往何方，哪怕是数百亿光年外的遥远宇宙，飞船上的观测者都觉得只是一瞬间就会到达，因为距离收缩到趋于零。

不过，上述讨论忽略了一个很重要的问题，没有考虑到加速度（a）。如果宇宙飞船在极短时间内加速到亚光速，人类不可能承受住如此高的加速度。真空中光速是不变的！而关于速度叠加部分：早在爱因斯坦在1905年发表狭义相对论之前，关于速度叠加的就洛仑兹变换就已经揭开了速度的秘密！而爱因斯坦的狭义相对论则从根本上揭示了速度与时间以及质量之间的关系！当然讨论本题，我们只需要一个钟慢效应公式即可！

回答2：

与相对静止的参照系相比，运动速度越接近光速的参照系，时间过得越慢，空间越发收缩，这就是尺缩钟慢效应，具体公式如下：

其中ΔT和L分别表示运动参照系的时间和距离，Δt和l分别表示相对静止参照系对应的时间和距离，c表示真空中的光速。

从公式中可以看到，当速度趋于光速时，ΔT和L都趋于零。也就是说，在接近光速的情况下，时间几乎完全停滞，空间几乎完全收缩。

不过，上述讨论忽略了一个很重要的问题，没有考虑到加速度（a）。如果宇宙飞船在极短时间内加速到亚光速，人类不可能承受住如此高的加速度。

在理想情况下，持续1g的加速运动是最佳选择——先以1g加速度航行前半程，再以1g减速度航行后半程。这样可以模拟出地球上的重力，使人类可以承受住漫长的太空之旅，并且也会有显著的时间膨胀效应。要知道，长期处于失重或者超重的环境对于人类身体是不利的。根据匀加速运动的相对论公式可得：

由此可以算出，宇宙飞船上的观测者会测出，他们从地球飞到北极星需要大约年的时间11.7年。再根据如下的公式：

可以算出，地球上的观测者会测出，飞船的飞行时间约为401.9年。另外，根据下式：

还能计算出，宇宙飞船在半程加速到的最快速度（vmax）为光速的99.998839%，并非是经典力学中所算出来的超光速。我们不能用地球参照系的距离除以飞船参照系的时间，得出超光速的结论。在计算时，时间和距离需要选择相同的参照系。

回答3：

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

它与观测者相对于光源的运动速度无关，即相对于光源静止和运动的惯性系中测到的光速是相同的。

物体的质量还跟它运动的速度有关（前提是物体的速度要相当大，能跟光速能比较，比如说是四分一的光速），物体的质量将随着速度的增大而增大，当物体的速度接近光速时，它的质量将趋于无穷大，所以有质量的物体达到光速是不可能的。

只有静止质量为零的光子，才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加，得到的仍然是光速。速度的合成不遵从经典力学的法则，而遵从相对论的速度合成法则。

相对论（英语：Theory of relativity）是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。

相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念

不过近年来，人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学，即“非经典的=量子的”。在这个意义下，相对论仍然是一种经典的理论。

回答4：

因为按道理来讲，人体已经无法真正感受到光的制衡了，也就是说人在光速运动状态下，人还要处于一个能够扛住光速运动的机器，所以这个机器必然是警惕性非常完善的，嗯可以理解为，一个人如果按正常的情况来说，以光速来运动，是已经没有办法体会到现实世界的时间概念了，当然如果未来有虫洞这种东西的话，可能还会感到时间，但你如果真正是以光速直接直线飞行，那估计是很难感受到时间的概念，因为人感受时间是需要大脑中的一部分的东西，可是当这个东西一旦不接触外界的一切的时候就会停止对时间的感官，然而光速会影响到空间当中的时间，和相对论的概念相差不多，啊，反正就是没有办法，真正意义上的感受到时间，但时间一切在流逝，这是流失的速度是按光速的时间来衡量。

回答5：

没有可能。理由：化学燃料 1. 航天飞机这样的化学燃料火箭加速度为1．7g，也就是只有地球重力1．7倍的加速能力。使用航天飞机要用10年时间到达4．3光年之遥的半人马座γ星，必须持续加速两个月以上，这是不可能的。

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