: 在网络上看到说
: 当物体以接近光速飞行时时间会变慢
: 并举出双胞胎搭乘火箭的例子
: 但是问题就在于
: 光速火箭上的人会觉得地球上的人速度变慢
: 是因为火箭以极快的速度飞行
: 快到感觉地球的人时间像是静止一样
: 但是这一切应该都是出自于"感觉"
: 物体并没有真的静止而时间也并没有真的变慢
: 地球和火箭上的人所耗去的时间应该会是一样的
: 那为什么当火箭回到地球时双胞胎却是不同年纪呢?
: 在网络上查到这应该是狭义相对论的内容
: 但是网络所举出火车或是光线反射甚至是一些公式老实说以我的脑袋很难去理解~"~
: 希望有人能以浅显易懂的例子帮我上一课
: 谢谢各位大大
部份原文恕删。
为何会有人说‘光速就是极限’,或是‘是否可以超越光速?’底下我们只讨论一条
非常著名的公式,各位只要贡献一点点的想像力即可,记住喔,作为一名观测者,你得
知道自己是身处在运动或是静止的系统(座标系。)
关于超越光速的问题,像是在电影《星际大战》中,千年鹰号为了逃离银河帝国的战舰
追击,跃入超空间(hyperspace);小时候的杨威利第一次遇到瓦普跳跃飞行(超空间
跳跃航行)的时候,身体极度不适,又吐又发烧的...等等,这些超越光速的题材,
不管在小说、电影、动画...都不胜枚举。
随着近代物理的发展,物理学家才开始对它投以关爱的眼神。
根据牛顿的理论,光速就是光速,没有什么特别,要超越光速绝对办得到。只要你跑得
跟光一样快,光在你眼前就是静止。不过,并没有人看过光完全静止,传统的牛顿理论
在此是说不通的。
爱因斯坦在电磁大师马克士威的理论中发现,光速是常数。不管你是向着它、背着它
移动,它都以同样的速度前进。这样一来,牛顿力学将完全崩溃,因为在他的理论中,
你在地球上的时间、长度与在其他星球的都完全一样,这也表示在光速不变的情况下,
时间与空间必须产生难以想像的扭曲。
但是根据爱因斯坦的观点,在加速前进的太空船里,时间流动会变慢,船内的空间会
遭到压缩。假设你站在地球上、可以透过望远镜看到太空船内部,你会发现,里头的
时间变慢了,船员的行动变得跟乌龟一样缓慢,身体也变得跟扁鱼一样扁平。
如果可以的话,要是太空船以光速前进,内部的时间将会停止、太空船会一直压扁到
消失不见,质量则会膨胀到无限大!
你会想说,夭寿喂~这种情况怎么会花生??!!是啊,也就是如此,爱因斯坦才说
要突破光障(light barrier)是不可能的!如同二次元宅宅与三次元现充总是存在不可
交流的次元之壁一样。
(偷渡一下,官配确认:大猩猩是不可跨越之壁!无需姊寺,不用天理。)
ps.物体移动越快,重量越重,表示移动的能量转换成质量,你可以透过E=MC^2来知道
有多少能量转换成质量。
目前火箭最快只能达到40,000mph(64,000km/h),光障还构不成问题。等到科学家开始
考虑要拜访离我们最近的恒星系(半人马座α星(Alpha Centauri),距离约四光年,
如果使用传统的化学推进火箭,大概要七万年才能抵达!),他们得正视光障的问题。
至于能否超越光速?嘿嘿~一堆科学家试着找出爱因斯坦理论的漏洞,例如:
用一只雷射笔朝天空扫去,这道光束的行进速度是可以超越光速的;或是想像你的手中
有一把刀刃是一光年的剪刀,当你使用剪刀、让刀刃相交时,最远那一点的移动速度就
超越光速;或是进行EPR实验...等等。
你会问,我这样做有什么意义吗?当然没意义,因为我们无法靠着这个方式传递或是
携带任何讯息或是能量,纯粹是自爽用。
后来爱因斯坦提出了比狭义相对论更强大的武器:广义相对论,换一个字,当然差很多。
根据广义相对论,时空就像西索的念能力‘伸缩自如的爱’一样,能缩能伸;
在特定情况下,这块布可以延伸得比光还快!狭义相对论只能适用于局部地区,如太阳系
;要是考虑整个宇宙,就必须改用广义相对论!
根据广义相对论,要超越光速有底下在先前提过的两种方法:
1.延展空间:简而言之,就是将我们背后的空间一直延伸直到接触我们前面的空间。
你可能根本没有移动,只是藉著扭曲空间,来抵达遥远的星系。
阿库别瑞引擎(Alcubuerre Drive)就是最好的例子。
2.撕裂空间:首先我们先在一张纸上画上两个点,经验告诉我们,两点间最短距离就是
一直线;然而,这未必正确。如果将纸对折,让这两个点相交,他们
之间最短的距离就不是直线囉,而是所谓的虫洞(Wormhole)。
以上,
参考书籍:
1.电影中不可能的物理学
2.物理之书
3.二十世纪最伟大的科学实验