内圈什么梗,坐在光速飞船里的人会感觉时间是静止或会变慢?
一、爱因斯坦的相对论
爱因斯坦最伟大的胜利:一个广义相对论的世纪!
1.什么是相对论
斯隆数字巡天中星系分布的部分地图,距离70亿光年。我们今天观察到的星系聚类量是重力作用于宇宙时间的标志,并允许测试广义相对论是否适用于这些尺度。
1915年11月,阿尔伯特爱因斯坦发表了四篇论文每篇论文相隔一周,然后是1916年3月的一份总结论文 他在论文中提出了他的广义相对论,并吹响了人类的集体思想。爱因斯坦早期的狭义相对论(1905年)已经足够令人困惑,因为它与空间和时间有着千丝万缕的联系。但至少在那个理论中,对于那些学过欧几里德几何学的人来说,空间是非常熟悉的:平行线从未交叉过,三角形的角度之和为180度,空间是平坦的。狭义相对论可能需要做一些工作才能理解 但爱因斯坦的广义相对论被扭曲了。
2.广义相对论
新理论显示了一个与宇宙的能量和质量密度相关的变化和动态的时空。空间本身可能因物质的存在而弯曲和扭曲。宇宙的这一新视野并未立即被接受。直到1919年科学界才接受了这个想法,当时亚瑟·爱丁顿爵士对当时的葡萄牙人普林西比岛的海军远征显示,太阳弯曲了远处的恒星发出的光线。在爱丁顿11月6日向英国皇家学会发表演讲的第二天,爱因斯坦和他的理论成为了即时的科学摇滚明星,在全球主要报纸的头版上大肆宣传。
甚至在1919年的喧嚣之前,科学家们正在探索拟议的新范式的后果。在他1915年的一篇论文中,爱因斯坦比较了经典的牛顿引力和他自己的理论,并发现他们如何预测水星轨道进动的差异。虽然两种计算都预测了岁差,但广义相对论与数据一致,而牛顿则没有。
另一位关于爱因斯坦思想后果的早期探险家是卡尔施瓦兹希尔德。作为一名备受尊敬的科学家,施瓦兹希尔德在第一次世界大战期间加入了德国军队。在俄罗斯战线的战壕中,他患上了一种罕见的自身免疫性皮肤病,最终他死于此。Schwarzschild送回家的目的是为了康复,回归他对科学的热爱。在1915年的一系列论文中,他探讨了爱因斯坦理论的后果。当他躺在床上,受到痛苦疮的折磨时,施瓦兹希尔德为极端弯曲的空间制定了新方程的解决方案,我们现在将其称为黑洞。
在这个爱因斯坦成功一年的百年纪念中,我们现在可以回顾一下广义相对论对我们如何理解宇宙的影响。与一个世纪前停止接受相反,科学界现在已经坚定地接受了这一理念,这一理念具有一系列可检验的后果。
其中一个预测与我们的现代生活息息相关。爱因斯坦预测,除了在接近光速时发生的空间和时间的熟悉(和非直观!)变化,时间的流逝还取决于引力场的强度。这意味着经历较强重力的时钟比较弱的重力环境中的时钟更慢。这一预测首次在1971年进行了测试,当时圣路易斯华盛顿大学的Joseph C. Hafele和美国海军天文台的Richard E. Keating在世界各地飞行了四个非常精确的原子钟,并将它们与在实验室中静止的时钟进行了比较。 。当时钟重新统一时,他们报告了不同的经过时间,与广义相对论的预测完全一致。
现代相对论怀疑论者喜欢对Hafele-Keating测量结果提出异议,但在过去44年中,该实验已多次重复。事实上,JILA(科罗拉多大学,博尔德大学和国家标准与技术研究所的联合研究所)建造的现代锶钟非常精确,如果一个时钟提升仅仅2厘米,它们就可以测量时间的变化。(不到一英寸)高于它的双胞胎。
爱因斯坦的广义相对论是什么理论?
简单来说,爱因斯坦在一百多年前创立的广义相对论是一种引力理论,描述宇宙中天体的引力作用。关于引力理论,我们最早接触到的是牛顿在17世纪提出的万有引力定律。那么,爱因斯坦的引力理论与牛顿的有什么区别呢?
在牛顿看来,宇宙中任何有质量的物体之间都会存在引力作用。大到天体,小到细菌,引力作用始终存在。无论距离多远,都会存在引力,并且这种作用是瞬间产生的超距作用。根据万有引力定律,物体之间的引力正比于物体质量之积,反比于物体之间的距离。牛顿的万有引力定律非常成功,它解释了为什么苹果会落地,为什么地球会绕着太阳旋转,甚至还能预言此前尚未发现的海王星的存在。
但到了19世纪,天文学家发现万有引力定律存在缺陷。行星在绕着太阳运动过程中,每一圈的近日点其实都是不一样的,这种现象被称为近日点进动。越靠近太阳的行星,近日点进动值越大,水星近日点具有最大的进动值。
天文学家通过观测发现,水星近日点进动的观测值与通过万有引力定律计算出来的结果存在一些差异,观测值与理论值每个世纪相差43秒,这远大于观测误差,所以必然是理论出了问题。
直到20世纪初,爱因斯坦提出了广义相对论,水星近日点进动问题才得到完美的解释。根据广义相对论,空间不像牛顿所描述的那样是绝对平直的,而是会在质量和能量的作用下发生弯曲。在弯曲的空间中,天体与光都会沿着测地线运动,由此表现出引力效应。
根据广义相对论,太阳弯曲了周围空间,如果有光从太阳表面上方穿过,其偏转角度约为1.75角秒,这是通过牛顿引力理论计算出结果的两倍。不久后,爱丁顿借助日全食的时机,测量了背景恒星发出的光从太阳附近经过时所偏转的角度,结果与爱因斯坦的预言相符合,这进一步证实了广义相对论。
此后,广义相对论的几大预言——引力红移、引力时间膨胀效应、引力波,都被逐一证实,这奠定了广义相对论在现代物理学中的重要地位。广义相对论的一大实际应用是对导航卫星的时钟校准。由于导航卫星远离地球,所受地球引力作用较弱,所以星载时钟走得比地面时钟快一些。另外,还要考虑到狭义相对论所带来的钟慢效应。虽然这种时间差非常微小,但在导航卫星定位过程中会出现巨大的误差。因此,需要排除掉相对论造成的时间膨胀效应,导航卫星才能起到精确定位的作用。
迄今为止,广义相对论是描述宇宙引力现象最为成功的理论。万有引力定律只是广义相对论在弱引力场中的一种近似理论,但由于牛顿引力理论的形式更为简单,所以在精度要求不高时可以方便使用。
更实际的是,广义相对论对手机内置的GPS系统具有实际意义。由于该系统通过比较轨道运行时钟和接地时钟来工作,因此必须考虑卫星中的时钟比其地面表兄弟的时钟更快。如果不考虑广义相对论,时钟的差异将导致GPS系统告诉你你在错误的地方。而且效果不小。每天,偏移量大约为6英里(10公里)!很快,GPS系统将完全无用。爱因斯坦广义相对论的另一个胜利采用了与爱丁顿测量遥远恒星光偏转相同的技术。通过使用相同方法的改进版本,科学家可以使用遥远星系的扭曲来逐字测量宇宙的质量。
3.广义相对论的一个预测尚未得到直接证实。
如果质量可以扭曲空间,那么移动质量可以建立空间的振动 -科学家称之为引力波。1974年,马萨诸塞大学阿默斯特分校的Russell A. Hulse和Joseph H. Taylor Jr.发现了一种二元脉冲星。脉冲星是一种快速旋转的中子星,可发出规则的无线电信号。在Hulse和Taylor的情况下,脉冲星与另一个非常密集的恒星物体共轨。通过观察二元系统,他们发现轨道周期多年来一直在缓慢下降 特别是每年75百万分之一秒。这种下降被认为是由重力辐射引起的能量损失引起的。这一观察具有足够的说服力,使这两个人获得了1993年的诺贝尔物理学奖,但直接观察引力波是很有价值的。
目前正在地球上采用一系列技术进行的一系列实验正在进行中。通过这些实验,科学家们希望在它们经过地球时观察到这些引力波动。这些波被认为是在极端暴力的天文事件中产生的,比如两个黑洞的合并。观察时,这一成就将成为爱因斯坦理论的最高证明。
毫无疑问,爱因斯坦的广义相对论是有史以来最令人印象深刻的智力成就之一。我们对空间和时间的熟悉理解被证明是非常错误的。空间可以在物质的影响下弯曲和扭曲。质量和能量与空间和时间的形状密不可分。这确实是爱因斯坦最伟大的胜利。
4.爱因斯坦的相对论是怎样两度颠覆人类对时间和空间的认知
大约在100年前,自人类文明诞生以来,根深蒂固的人类时空观首次被刷新了。在过去,人们的观念中,空间与时间是彼此独立互不相干的,这是从自我意识和智慧诞生以来,人们就认识到的世界,从来没有被怀疑过,直到上世纪初,一位刚毕业的物理博士生爱因斯坦用狭义相对论完全颠覆了人类数千年的时空观。他是第一个,但也许不是最后一个。
5.爱因斯坦得狭义相对论
爱因斯坦掀起的第一场颠覆是狭义相对论。他告诉人们时间和空间是统一的,而时间尺度和空间尺度都是相对的,没有一个绝对的标准,只有时空这个整体是绝对的。
在狭义相对论发表两年以后,爱因斯坦的大学数学老师闵可夫斯基建立了一个称为闵可夫斯基空间的时空坐标系,直观地向人们呈现相对论的时空——一个真实的时空。由于时间和空间的坐标关系,时间和空间将此消彼长,即我们平常听到的相对论效应:时间膨胀和空间收缩(尺缩)。
6.闵可夫斯基空间的时空坐标
这在闵可夫斯基空间坐标系里可以非常直观地表现出来,当把空间从三维简化为一维,与时间的一维组成一个二维的平面直角坐标系,时间膨胀和空间收缩就显而易见了。当你在时空坐标里以匀速直线运动,那么当你把这种运动在坐标图里标注出来就会发现,你在空间轴上位移越大,在时间轴上位移就越小;反之你在空间轴上位移越小,则在时间轴上位移越大。
由于闵可夫斯基的贡献,多数物理学家很快就接受了狭义相对论的颠覆。(至于普通人,嗯,慢慢来…)
你以为这就完了?你太天真了……
才过了十年,语不惊人死不休的爱因斯坦又搞出了一个更加毁三观的理论:广义相对论。理论的中心思想是:时间和空间都是弯的!
7.广义相对论描述的空间弯曲
这比狭义相对论的时间空间相对性更加让人无法接受,而这时闵可夫斯基老师已经魂归天国了,没人再帮爱因斯坦科普了……其实就算闵可夫斯基老师活着大概也帮不上忙了……
因为实际上广义相对论本身就建立在一套已有的几何的基础上,就是天才数学家黎曼建立的黎曼几何。但这套几何太难太抽象了,不像闵可夫斯基空间那么简单直观,别说一般人了,当时很多物理学家都没法搞懂它。因此当时有个梗:有记者在采访首个通过日全食观测验证广义相对论预言的空间弯曲的天文、物理学家爱丁顿时说:“据说全世界只有三个人能搞懂广义相对论”,爱丁顿非常装逼地眉头一皱“我想知道那第三个人是谁”……只有三个人懂广义相对论这当然不会是真的,那时广义相对论已经提出有三、四年了,只有三个人懂真当那些物理大牛是吃大排档的吗?但爱丁顿敢这样装逼证明广义相对论真的很难。
8.带宇宙常数的引力场方程和空间弯曲
关键是它用数学语言——黎曼几何所描述的空间弯曲根本没人能直观地想象,连空间想象能力爆表的爱因斯坦本人都曾表示自己想象不出空间弯曲是什么样的……可想而知这在人类理解宇宙上是多大的颠覆。因此无论是在科学界还是在普通民众中,理解和接受广义相对论都比狭义相对论困难得多,爱因斯坦在非常有限的条件下发现这个颠覆性的理论是非常了不起的,仅凭此一项成就,他就足以位列史上最伟大物理学家第二,仅次于满身是挂的牛逼顿。
二十世纪是个神奇的时代,它一共刷新了我们4次的宇宙观,爱因斯坦一个人刷了两次,第三次是量子力学带来的,它不单改变了人们对微观世界的理解,还颠覆了人们对客观实在性的理解,它给我们最大的认识就是它是不可理解的……
9.生死叠加的薛定谔猫
最后的第四次就是弦理论构建的多维空间。宇宙可能并非我们所知的四维时空,而是还有更多我们无法感知的空间维度,虽然高维并非弦理论首先提出的,但确实是它发扬光大的。高维空间跟三维的弯曲空间一样,我们无法通过想象去直观理解它,而只能通过数学,在数学上去理解高维是很容易的,但要想凭空间想象力去理解……别费劲了,不可能的!
10.爱因斯坦错了吗?
科学家提出了新的相对论
一位天体物理学家提出了一种新的相对论,声称宇宙的95%是由产生恒定负质量的“暗流体”组成的。
(1)对爱因斯坦提出了广义相对论质疑
天文学家只能解释我们宇宙的5%,剩下的95%据说是由被称为暗能量和暗物质的未知物质组成。杰米·法恩斯博士是牛津大学的一名研究助理,他提议对阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论进行修正。暗物质是一种看不见的物质,但它对周围的物质施加引力,而暗能量是一种排斥力,使宇宙加速膨胀。
这两者一直被视为独立的现象。
法恩斯博士的新研究表明,它们可能都是同一概念的一部分——由负质量组成的单一的、统一的“暗流体”。
和普通物质一样,负质量粒子随着宇宙的膨胀而扩散,这意味着它们的排斥力随着时间的推移而减弱。
(2)杰米·法恩斯试图推翻爱因斯坦的理论。
1918年,爱因斯坦在讨论引力时描述了一个负质量填充的宇宙。
他写道:“需要进行一项修正,使‘真空’承担起吸引分布在整个星际空间的负质量的作用。”
然而,新的理论提出引力和排斥力都遵循相同的负质量。
法恩斯博士写道:“在这项新研究中,我建议对爱因斯坦的广义相对论进行修正,允许负质量不仅存在,而且可以持续产生。”
(3)暗质量约占宇宙的95%。
‘物质创造’已经包含在大爆炸早期的另一种理论中,被称为稳态模型。
“主要假设是,随着宇宙膨胀,(正质量)物质不断被创造出来,以补充物质。
“我们现在从观察证据中知道这是不正确的。“
“然而,这并不意味着负质量物质不能持续产生。”
“我证明,这种假定的暗流体不会扩散得太薄,相反,它的行为完全像暗能量。”
(4)围绕着宇宙有很多谜团。
该模型显示,来自黑暗流体的周围斥力可以将星系凝聚在一起。
来自正质量的引力吸引来自各个方向的负质量。
当负质量的流体靠近星系时,它会对星系产生更强的排斥力,使其在不飞离星系的情况下以更高的速度旋转。
二、光速飞船
1.人类制造出光速飞船,就能实现星际旅行吗?
星际移民和寻找外星生命是人类探索宇宙的两大永恒主题,但解决这两个问题的根本途径还是速度问题。因此超光速、穿越这些手法我们经常可以在科幻小说中看到它们的身影。的确,人类自古就幻想着上天觅月、摘星、畅游万千世界。可目前我们唯一能做到的仅仅是艰难地登上月球,连邻居火星也没能上去。
电子竞技菜本“源罪”,探索宇宙速度慢本“源罪”,此时有很多科幻小说就帮我们实现了这一愿望,超光速飞船在他们的笔下挥洒自如,实现了我们久远的梦想,但科学家表示:即使人类制造出了超光速飞船,人类也无法驾驭它们,这是为什么呢?纵观地球历史,人类从猿人至今不足万年,恐龙却是统治地球长达陆地生态系统长达1.6亿年之久。
智慧的人类应该自豪,同时另人类好奇的是一万年后人类文明会到达何种程度?
有科学家表示:假如人类能解决生存问题,那么星际移民和找到外星人是必然的,遗憾的是近代地球环境污染严重、自然灾害加剧,我们在强大自己的同时也在摧毁着自己。假如人类真的无法适应恶化的环境,人类确实最多在生存1000年。
当人类无法继续在地球上生存的时候,我们该去往何处呢?有人就指出,要么选择灭亡,要么选择逃跑!为了延续人类文明,人类自然只能去别的星球发展。我们可以星际移民到适合生存的星球上,毕竟目前航天发展也如日中天。但前提是你要找到一个类地球,限制我们的还是速度,假如超光速实现,那么找到这颗行星难度将降低太多。但根据已有的物理定律,宇宙中速度最快的物质是光,任何物质的速度都无法超过光速。
暂且先不考虑质能方程的限定,科学家表示即使未来科技发达到可以制造出“超光速飞船”,我们也难以驾驭其进行星级航行。
这是为什么呢?俗话说美女配英雄,神兵配将军,没有那个金刚钻不敢揽那个瓷器活。我们都知道当航天员的艰辛,需要体能发达,还要做上百套专门的训练。光速飞船是人类的血肉之躯无法承受的,超光速或许还会出现太多奇怪的现象。
首先,我们知道太阳光到达地球需要8分12秒,光速绕地球一周仅需0.5秒。当光速飞船启动时,人体会很难适应如此强大的速度和压力的,在启动阶段的加速过程更可能让人出现生命危险,人坐在这样的飞船中就像处于一个巨大的离心机中,人体各部位会因为巨大的速度而出现分离现象。
科学家表示:即使未来人类在抗压强方面发明了相应的机器,但要承受光速所带来的负面问题还是非常艰难的。因此有人就提出,那么为何不选择机器人呢?既然飞船能适应超光速,那么对于的机器人必然也能适应这一点,但我们要的是人类移民,并非机器移民。所以这一切都是治标不治本的办法。因此我们唯一能做的也只有脚踩大地不是么?仰望星空还是要有的,但前提是你脚下的基石要安稳!
2.若有2艘光速飞船,它们朝着相反的方向飞行,能实现2倍光速吗?
相信大家都接触过光速这个概念,它作为人类已知的极限速度,在各种科幻作品和理论概念中出现,每次科学家们提起它就带有一种神秘色彩,连我们这些普通民众一说起到它的大名也是心生向往,希望有一天人类能够达到光速,将我们胜利的旗帜插满整个宇宙的山头。
但光速可不是那么好达到的,人类的光束还有很长的技术开发距离,而且光速它所存在的一些现象也让科学家匪夷所思,为此科学家曾经对光速进行很多虚拟实验,今天我们就一起来看一下其中的一个有趣的猜想:假若两艘达到光速的宇宙飞船,它们刚好朝着两个相反的方向光速前行,那么请问这两艘飞船的相对速度,是否达到了两倍光速呢?
这个问题非常的有趣,它再一次颠覆了我们对于光速的认知,首先如果按照常识来看,宇宙间的最快速度自然是光速,任何敢于超越光速的物体,会由于质能转换定律的约束最终失败,我们从来没有想过达到光速之后的状态,而且还是两艘达到光速的飞船,这个问题就得分多个方面来考虑的。
首先如果从旁观者的角度来看,两艘光速飞船他们朝着相反的方向前进,无论它们飞得有多快,飞的距离有多远,那终究还只不过是两边的光速,对于我们这个观察者来说,这只不过是两个相反方向的光速,绝对不会出现速度叠加的现象。
但假如我们从飞船上的视角来看,那么这个问题可能就会大不一样了,因为对于任何一艘飞船来说,它们本身就已经达到光速,并且正在飞速的远离对方,那么这种状况下就会很容易出现视觉速度的叠加,也就是说,如果从两者相对的视角来看,飞船本身正在急速的逃离对方,而对方也在以光速急速的逃离自己,那么在两者的视觉速度来看,似乎光速形成了叠加的效果,在这种情况下似乎光速达到了两倍的状态。
不过这只是一种假想的状态,在现实生活中两个物体不管是朝着相反的方向,还是朝着共同的方向,它们的速度永远不会叠加,只会出现速度大的带动速度小的情况,特别是像光速那样的特殊存在,它本身就代表着一种极致,就算两只朝着相反的方向飞去,也不会出现两倍光速。
之所以会出现两倍光速的视觉速度,这是因为人们在选择参照物时出现的误差,因为在宇宙中不同的参照物的变化,就会影响它的速度状态,对于飞船自身的视角来说,它自身的光速加上对方离开的速度,那似乎到了两倍光速,这是一种参考系的错觉。
这就好比我们每个人都生活在地球上,地球每天以飞快的速度围绕着太阳旋转,而太阳系又围绕着银河系做的高速运动,如果我们参照物换作了宇宙,那么就算我们在家里睡大觉,那也是以每秒多少千米的速度在高速运行。
所以说我们在面临宇宙的一些特殊参数时,我们还是要选择好自己的参考系,人类在地球上生活的太久了,习惯了,用常识去思考一切,但是在宇宙面前,不同的参考系坐标也就会使得结果不同,我们要学会转变自己的思维。
3.人类能制造出光速飞船吗?
宇宙无垠,你我都梦想驾驶者光速飞船畅游宇宙,但是要使宇宙飞船达到光速,都要解决那些问题呢?
我们假设不考虑相对论,假设光速条件下也适用于牛顿力学定律(只是假设),来看看我们要解决的问题。
首先是能量问题,我们来看看,一个质量70千克的成年人坐在光速飞船里,他的动能是多少吧,根据动能定理(1/2)mv2,得出达到光速时,这个人的动能是3150,000,000,000,000,000焦耳的能量,相当于8750亿度电,人们常用TNT当量表示核武器的威力,一公斤TNT爆炸产生420万焦耳能量,这就相当于是7.5亿吨TNT炸药爆炸产生的能量,或者相当于1.5亿吨标准煤完全燃烧放出的能量。
这个数量有多大呢?当年扔到广岛的原子弹相当于1.5万吨TNT当量。
要知道,这仅仅是将一个人加速到光速,他所获得的动能。他还要坐在飞船里,还要有吃的、穿的,还有各种仪器设备,还有发射光速飞船过程中的能量损失,以及飞船所携带的能量物质本身也要消耗能量。假设飞船和人以及各种生活设施总共两吨重,这应该是非常小的了,那么仅仅飞船本身就需要获得差不多210亿吨TNT当量的能量,或者相当于40亿吨煤炭完全燃烧放出的能量。
显然,光速飞行所需能量,传统的煤炭石油是满足不了的,如果我们实现了可控核聚变技术,一公斤的核聚变物质完全反应释放的能量相当于3万吨煤炭完全燃烧释放的能量,这样,将那个2吨的飞船加速到光速,就需要100吨的核聚变物质,这还不包括聚变物质损耗以及能量利用率100%。更何况,这100吨核聚变物质本身加速也需要能量50倍于2吨重的飞船所需能量。
那么我们使用宇宙中的终极能量来源:反物质,先不说这利用反物质的技术能不能实现,(还记得那个段子吗,一个人说他制造出了一种液体,能快速溶解任何物质,那就有人问了:你用什么容器装它呢?反物质也一样,它一碰见常见物质就迅速湮灭,并将所有质量转化为能量,但是在我们的物质世界里,拿什么来盛放它呢,这似乎已经是一个悖论了)
这些先不考虑,假设我们已经能驾驭正反物质的能量了,根据质能方程可以得出:正反物质湮灭所释放的能量是核聚变释放能量的140倍,那么将2吨重的飞船加速到光速需要消耗约800公斤正反物质(当然了,这期间不能有任何能量损耗)
4.要实现光速飞行,只能借助反物质能量了。
当然以上没有考虑能量损耗和相对论效应,实际上人类的宇宙飞船能量利用率是非常低的,大约只有不到1%,更何况还有相对论效应,越是接近光速的物质,它的质量会越来越大,小说《三体》里,摧毁三体文明的就是一颗普通的光粒,就是将一颗非常小的物质加速到光速,根据相对论效应,他的质量无限大,携带能量也无限大,从而轻易摧毁了三体人的母星。这样看来我们仅仅在理论上实现光速飞行,都要解决许多问题,更不用说实际中了。
当然,限于篇幅,我仅从能量角度分析了光速飞行的困难,接下来,我再从其他角度分析实现光速飞行需要解决的问题。
5.科学家表示,即使人类能够造出光速飞行的飞船,人类也驾驭不了它,这是为什么呢?
纵观人类文明的历史,文明开始形成到现在大约只过去了一万多年。人类在短短的一万多年里就完成了恐龙用一亿多年也没能达成的成就,这不仅让人类自己感到自豪,同时我们也想知道再过一万年人类文明会发展成怎样。科学家表示,如果人类能够解决目前地球上出现的环境问题的话,那么人类在地球上的未来可以说是比较光明的。但如果人类无法应对日益恶化的自然环境的话,那么人类最多只能在地球上生存一百年。
当人类无法继续在地球上生存的时候,我们该去往何处呢?为了延续人类文明,人类自然只能去到别的星球发展。但从目前的探索情况来看,太阳系内并不存在符合人类要求的星球,而在太阳系外则存在着与地球有高相似度的星球,未来的人类或许能够到上面去定居。要想实现星际移民,人类首先得制造出光速飞行的载人飞船,否则想要飞出太阳系是不可能的事。但根据已有的物理定律,宇宙中速度最快的物质是光,任何物质的速度都无法超过光速。
爱因斯坦在他的相对论中提出了这个观点,并且认为所要实现的速度越大,所需要的能量就越大,以人类目前的科技水平是实现不了的。但现代科学家的研究发现,宇宙中最快的速度其实并不是光速而是宇宙膨胀的速度,那么人类有希望造出光速飞行的飞行器吗?或许未来的人类真的可以做到这一点,但科学家表示这也无济于事,因为人类无法驾驶光速飞行的飞船。
即使是受过专业训练的宇航员也无法驾驶光速飞船,因为人类终究是血肉之躯,承受不了光速飞行所带来的效应。首先我们得先知道光速是什么概念,它就相当于绕地球一圈只需要0.5秒,从地球到太阳只需要8分钟。在光速飞船启动之后,人体就会出现不同程度的不适应,而且没有人能够撑过飞船的启动阶段,更别说以正常的光速飞行了。人坐在这样的飞船中就像处于一个巨大的离心机中,人体各部位会因为巨大的速度而出现分离现象。
即使未来人类不断往高强度方向发展,始终还是承受不了光速所带来压力。既然人类无法胜任这项工作,时下最热门的人工智能是否能够承担起这个重任呢?科学家认为,人工智能和人类比起来在构造方面确实存在较大的优势,但它明显也是无法承受光速的压力的。而且就算人工智能能够替人类驾驶光速飞船,人类始终坐不上飞船,这是个治标不治本的方法。因此人类想要追求光速飞行的念头还是显得不切实际,我们还是回归现实比较实际一点。
或许我们不应该为遥不可及的未来浮想联翩,而应该为捉襟见肘的现实想方设法。对自然环境问题多一点关注,或许是我们所能做到的。
三、光速、超光速飞行,时间会变慢吗
1.超光速飞船能飞出整个宇宙吗?
有可能飞回到原点
相对论指出,局域速度最快只能到光速,而且只有无静质量的东西才能达到,其他只能以低于光速的速度运动。如果这就是全部,我们将无法探测整个宇宙,甚至连整个银河系都走不完。因为宇宙太大了,星系之间的距离在数万光年以上,在一个人的一生中难以前进这么远的距离。
当然,通过尺缩钟慢效应在理论上能够实现星系际旅行,但这里主要还是来讨论一下超光速。从某种意义上来讲,相对论没有限制速度不能超光速。利用空间效应,可以实现超光速,并且不会违背光速是最快局域速度定律。理论上,通过阿库别瑞引擎和虫洞能够实现超光速。
2.阿库别瑞引擎
阿库别瑞引擎源自于广义相对论。利用某种特殊的物质,阿库别瑞引擎可以压缩太空飞船前方的空间,并且扩张飞船后方的空间。于是,太空飞船就会被空间拖着前进,其速度可以超过光速。但这并非是太空飞船的局域速度超过了光速,而是因为空间效应。
3.虫洞
虫洞也是源自于广义相对论。负质量物质可以撑开时空捷径,形成虫洞。当太空飞船穿过虫洞之后,它可以在短时间内从宇宙的一端飞到另一端。于是,太空飞船实现了超光速,但这其实也是因为空间效应。
既然通过阿库别瑞引擎或者虫洞可以建造出超光速飞船,那么,这种飞船能够飞出我们所在的宇宙吗?
虽然可观测宇宙是有限的,半径大概为465亿光年,但这并不意味着整个宇宙是有限的。按照目前对宇宙临界密度的测量,宇宙空间可能是平坦的,这意味着空间无限延伸,整个宇宙是无限的。在无限的宇宙中,纵使飞船的速度可以达到光速的多少倍,都不可能飞出整个宇宙。
另一方面,如果宇宙是闭合的空间,那么,宇宙是有限的,但是无界的。如果超光速飞船在这样的宇宙中飞行,它最终有可能会飞回原点。
除非存在宇宙之外,否则超光速飞船不可能离开宇宙。关于宇宙之外的世界,我们无法想象,也许是超越三维空间的存在,也许是拥有不同宇宙定律的平行宇宙。
4.超光速飞行能实现吗?
(1)宇宙宙飞船永远都不会实现超光速了吗?
宇宙飞船的速度大概是10千米每秒,而光速的30万千米每秒。这两者之间差距有3万倍。
宇宙飞船是绕着地球飞的,速度不能超过20千米每秒,否则就要脱离太阳系,就会失控。所以,为了控制住宇宙飞船,我们也不需要它有多大的速度。
当然了,还有一个问题也很重要,那就是宇宙飞船如果能脱离太阳系,那么就可以在真空宇宙中加速,当然这个实验人类还没有做过,原因当然在于能源不够。因为卫星要发射到太空,不能携带太重的燃料,否则就飞不上去。等上了天,燃料已经用完了,也就不能再继续加速了。
所以飞船要离开太阳系,需要用到太阳能。但当飞船离开太阳系的时候,太阳光很弱,已经没有能源了,所以就飞不快。核燃料也是不行的,效率其实也不高,要实现近光速飞行,还需要很好的人工智能自动驾驶技术,避开一些小石头,否则很容易机毁人亡。
根据爱因斯坦的广义相对论,没有物质能达到光速(起码目前为止),光速是宇宙中一个恒定的绝对速度。
又是爱因斯坦的质能方程:E(能量)=m(质量)c?(光速度)。由此可知质量和能量是相应的;物质的质量越大,所含能量越大;也可以说物质能量越大,质量会越重。物质运动时质量比静止时略大。但是如果接近光速时,质量就会变得非常巨大。
假如宇宙飞船以90%的光速在宇宙中飞行,它的质量就会是静止时的百倍千倍。这就需要发动器成倍的输出能量才能让飞船速度成倍的前行。飞船速度越快,能量就会越高,质量就会越大,因而需要更多的能量让飞船加速飞行。
如果一艘宇宙飞船要达到光速,就会变得异常沉重,那将需要无限的能量来让它飞行,显然这是无法实现的。那你如果能把空间折叠或者扭曲,在这个空间直接进入另一空间,无需飞行漫长的空间距离,那么就能实现超越光速了。
飞船是物质实体,就是费米子,实物粒子,其运动能实际上叫动能。它是穿越时空曲面,不是在黎曼时空表面运动的。其“时空阻力”必然将其阻挡在光速下。而光子是玻色子,应当是能量,或一种内能形式,在黎曼时空曲面上运动(电磁场也是一个二阶张量,也是在黎曼电磁时空上运动),当其做穿越曲面的运动时,其一样受到阻碍,减速。应当说,“同时空曲面”或“信息空间曲面”具有事件因果顺序要求,而“信息守恒”应当是在信息空间的不同曲面上。因此,在“极度弯曲的时空”,由于信息守恒的要求,应当有超光速(超普通较“平坦”的空间)。
未来飞船要快速运动要利用“时空曲面”,进行“曲面运动”,而不是“曲面穿越”运动。
所以实体物体能达到光速几乎为零。光不是物体,光是能量,是构筑物必不可少的能量,光速和物体运动是不同的两种运动现象,我们无法把这两种运动现象去相提并论,那是遥不可及的现实问题
光速是宇宙一切物理现象、定律、一切场、信息、粒子、因果律等所有的一切最高传遍速度。
如果宇宙是一副超级多米诺骨牌,光速就是骨牌倒塌的速度。
没有任何东西在宇宙中能超过光速。
一个对象(Object)离开观察者的速度越快,从观察者角度来说,观察者为中心的一切物理效应对Object的影响都会发生延迟——从观察者的角度来说,这个Object的“时间”变慢了。这个时间变慢是相对的,仅仅对观察者才有意义。而对于接近光速的Object本身,它的时间相对是不变的。
如果一艘宇宙飞船达到了光速,那么他们无论旅行到宇宙任何角落,光速飞船上的人都会感觉到一瞬间就达到了目的地。这是一个BUG,实际上不可能达到光速的。
有兴趣的可以了解下,“双生儿佯谬”。
1971年,美国海军天文台把四台铯原子钟装上飞机从华盛顿出发,分别向东和向西作环球飞行。结果发现,向东飞行的铯钟与停放在该天文台的铯钟之间读数相差59纳秒,向西飞行时,这一差值为273纳秒。虽然在这次试验中没有扣除地球引力所造成的影响,但测量结果表明,“双生儿佯谬”是确实存在的。
这个实验清楚的告诉我们,高速物体时间会发生什么变化,是相对的,与高速物体相对于观察者的速度方向都有关系。
实际情况很复杂,但是简单来说有点像多普勒效益:
物体远离观察者,观察者听到声波频率会降低。就跟慢放声音一样。物体高速接近观察者,观察者听到声波音频会提高,就跟快放声音一样。
(2)怎样实现超光速飞行?
虽然广义相对论提出“万物都不能超越光速”的论断,但是科学家还是从不同的角度提出了解决办法,其中一种名为“曲率驱动”的科技就给人们带来了希望,1994年理论物理学家米给尔.阿库别瑞提出以自己名字命名的“阿库别瑞引擎”使超光速变的可行。
这种引擎能使能使飞船前方空间收缩,后方空间膨胀,形成一种空间气泡,令空间扭曲,从而实现跨星际旅行!
这种移动由曲速气泡带动,身处其中的飞船实际上并没有做出超出光速的移动,因而并不违背广义相对论,亦不会出现时间变慢等相对论效应。
一但真的实现这种曲速飞行,人类的飞行速度将超越光速几个数量级,但是要实现还是有很多问题的,首先需要一种带有负质量或者可以是宇宙膨胀、压缩的物质(也许就是暗物质),目前还没有发现;其次曲速气泡不可避免的会与宇宙中的其它物质相互作用,从而产生大量的高能粒子,这些粒子进入气泡后会对飞船产生致命的辐射;但最终的问题会出现在人类本身上,那就是加速度!
目前人类耐受加速度的极限是82.6倍重力加速度,而一般人当加速度超过5倍重力加速度是就会陷入昏迷,而飞船以曲速气泡飞行,那加速度将会成为最后的短板,所以提升宇宙飞行速度的同时,更应该注重宇航人员的保护,希望在不久的将来能实现真正的宇宙探索。
常规飞船不可能超光速,这是相对论不允许的,我相信相对论这个假设,所以死心吧()
但是你可以搞非常规的,比如曲速、虫洞什么的,至少存在理论上的可能性。当然无论是曲速还是虫洞,都需要一种能产生负能量的奇异物质,并且要让飞船达到超光速的效果,据说需要一个银河系那么多的奇异物质,这是在逗我呢还是在逗我呢?_(:D)∠)_这种非常规手段估计也只能停留在脑洞里了,还是搞点实际的吧。
(3)曲速飞船——瞬间位移
但是实际的就没法超光速了╮(╯_╰)╭还是面对现实吧。虽然相对论关掉了超光速的大门,但是它同时给我们打开了一扇窗,那就是高速运动下的时间膨胀效应。有效利用时间膨胀,就可以在有生之年用低于光速的飞船活着飞到遥远的外星球了。问题是要多大的速度才能产生足够的时间膨胀呢?比如我们要用50年时间飞到1万光年外要什么样的速度?50年我们应该牙还没掉光,还可以吃一顿外星人什么的( ` )
时间膨胀公式
算时间膨胀当然要用狭义相对论的时间方程了。代入刚才的条件就是:
10000=50/√(1-v/c)
为了计算方便,就计算多少倍光速吧。得到化简方程为:
√(1-v/c)=0.005
1-v/c=0.000025
(v/c)=0.999975
v=0.9999500006c
也就是飞船的速度要达到光速的0.9999500006倍╮(╯_╰)╭有什么常规方式能让飞船达到这个速度吗?
没有╮(╯_╰)╭
我在几年前曾经计算过氢核聚变(用的是能量转化率最高的(7‰)的单质子氢)忽略飞船质量下的极限速度好像只有0.12c....据说反物质能达到0.9c左右,但那个是无工质驱动,我不会算_(:D)∠)_其实我现在知道反物质其实也可以做成工质驱动的,方法就是用单质子反氢(氕)和多出一个中子都氢同位素氘湮灭,然后就可以以剩余的那个中子作为喷射工质了不过我懒得算了╮(╯_╰)╭肯定达不到上面那个需要的速度。
(4)氢核聚变
如果可能的话,用超重元素的反物质跟其同位素湮灭倒是可以试一下,看看能达到什么速度。
(5)从虫洞穿越时空——宇宙再重组,实现超光速飞行
四、时间会停止、时间倒流
1.狭义相对论告诉我们,速度越快,时间就相对越慢,所以很多这样想,如果达到光速,时间是不是就停止了?
最大的问题是,无论如何你都不能达到光速,只能无限接近!那么就假设达到光速的99.99%,这时候的时间流逝会是怎样的呢?
有一个“时间膨胀”公式(不再详述)可以计算出以99.99%光速飞行时间到底慢了多少,可以预见的是,如果你以这样的速度飞行,然后重返地球,会发现地球上的一切早已沧海桑田,因为如果你离开一年(你自己感觉的时间流逝),地球上或许已经过了上百年!
这就是时间变慢的含义,含义中“相对”两字很重要,因为如果你不返回地球,你是不会感受到时间变慢,只有通过对比才能真实的感受到!如果你永远不回来,你感受到的时间流逝与在地球上感受到的时间流逝并没有太大区别!
2.为什么说超光速就会时间倒流?
假如我们坐上超光速的工具向某地出发,只能说明用同样的时间内走得更远,那和时间有什么关系?时间为什么会倒流?
因为光速不变定律。
速度的改变,时间流速必须跟着改变,只有这样,才能保持光速不变。假设一旦速度超过了光速,那么时间的流速将会出现负数,这样,理论上时光就能倒流了。
所谓的速度,是用时间来衡量的,那么只有在时间不流失时,光速不变才能继续保持。也就是说,如果达到光速,时间流逝速度变会为零。这个时候,时间就是静止的。
只有时间为零的这种状态下,才能与光子并肩飞行。时间出现正数,就追不上光子了,并不是光子变快,而是我们的速度变慢了,时间数值越大,我们的速度就越慢,只有这样,才能保证光速不变。
光速不变定律的诞生:
爱因斯坦1905年9月发表在德国《物理学年鉴》上的那篇著名的相对论论文《论动体的电动力学》,提到光速问题的话有四段:
(1)、“光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着,这速度同发射体的运动状态无关。”
(2)、“下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的,这两条原理我们定义如下:
物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速平行移动着的坐标系中的哪一个并无关系。
任何光线在‘静止的’坐标系中都是以确定的速度V运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。”
(3)、“对于大于光速的速度,我们的讨论就变得毫无疑义了;在以后的讨论中,我们会发现,光速在我们的物理理论中扮演着无限大速度的角色。”
(4)、“由此,当υ=V时,W就变成无限大。正像我们以前的结果一样,超光速的速度没有存在的可能。”
1905年,爱因斯坦在“狭义相对论”中这样解释一个“奇异”世界:我们所处的宇宙可以看成是一个四维时空,随着物体运动的速度增快,时间流程将会变慢,空间尺度将会缩短。
1915年,爱因斯坦进一步提出他的引力理论,叫作“广义相对论”。同样在这个“奇异”世界中,在大质量物体(即强大的引力场)作用之下,时空结构会发生弯曲,时间流程也会变慢。四维时间可以像三维空间一样发生弯曲。
1974年在美国杜兰大学的提普勒(Frank J Tipler)就曾做过计算,一个质量很大、无限长的圆柱体,若沿着轴心以接近光速自转,便可让航天员造访他自己的过去;同样的,这也是拖着光线绕着轴,以封闭曲线运动。
1991年,美国普林斯顿大学的戈特(Richard Gott)则预测,宇宙弦(宇宙学家认为这种结构是在宇宙大爆炸初期形成)可以造成相似的结果。科学家们研究发现:当宇宙飞船经过重力场时,把重力场的拉力转换成推力,宇宙飞船在那段时间内,便可以以光速甚至超光速飞行。
美国航空航天局(NASA)的专家们已经创立了“时空场共振理论”,这是以爱因斯坦和德国物理学家海森堡的“统一场论”为基础建立的。其要旨是:借助电磁、重力、光速和时空共同演变的伸缩性,瞬间跨越时光。
但是,就算真能超光速,狭义相对论也提到物体运动速度越快、长度变得越短,越趋近光速、越为显着,此为“洛伦兹收缩”;而“广义相对论”也提到,趋近奇点附近会受到强大潮汐重力场的作用。
时间是由整个宇宙的所有意识创造的流通在宇宙各处的永远往前的向心力,其核心是引力源
物体速度越快则时间流逝的越慢,当速度达到光速时,时间停止流逝,那么如果速度超过了光速,时间的流逝速度会不会变成负数呢?即时光倒流。
相对论里做了这么一个假设,如果人坐上一艘速度能超过光速的宇宙飞船,这个飞船上有一架特殊的望远镜,在任何情况下都能看到地球上的景象。
那么当飞船超光速飞行的时候,飞船会逐渐追上并超过地球以前发射出来的光线,或者说是影像,之前发生的事情会慢慢的在那架望远镜里重新被看到,而且时间轴是向前推移的,这就是物理学上所谓的时光倒流!
这里所指的时光倒流,并不表示你能改变过去或者回到过去。只是表明你如果超光速了,你会看到过去发生的事情。
根据相对论原理,时光倒流是处于一种静态假设和动态模拟之间的一种交互的过程,当务之处于分子精致状态,但其周边分子以光速进行转动时就会产生粒子之间的牵引力,导致物质之间的平衡被打破,从而产生出新的环境。
而这个新的环境开始和产生的过程是因粒子之间重新找寻平衡的一个过程,所以在这个过程当中粒子的排布和规律将会被打破,所产生的结果是不可预料的,因为其改变的过程中有可能改变的是你周身的环境,也有可能改变的是你,所以此类实验最终结果目前不得而知,科学家们还是处于猜测的过程中。
手镯正圆是什么意思?
正圈手镯是指框口为正圆形,梗条横切面近半圆形,体积几乎比福镯小一半,因此比福镯轻巧、秀气很多。
正圈手镯内面平缓,带起来比较贴手舒适。
加工制作时,大的手镯中间可以再套出多个小的,是比较省料的一种款式;翡翠正圈手镯的外圈圆,内圈平,条杆弓形或者半圆形,又称平安镯,相比起来更省工省料,市面上多是正圈手镯,佩戴起来舒适,即使是睡觉的时候也不会磕到手。
出去干活还是家门口干活更合适?
今年年初我国爆发新型冠状病毒,起初大家觉得事态并没有这么严重,但随后疫情不断扩散,发展成了全国疫情。随后全国上下所以人都在家躲避疫情,这滋味好比坐月子。在躲避疫情期间,外面所以工厂,工作全部停了。这也直接导致很多人没有工资,很多人的房贷,车贷还不上。
现在疫情已经逐渐散去,我们也将开始新一年的忙碌,不过新的问题出现了,面对这新的一年我们是在家上班,而是外出打工那。
在家上班相对来讲工资低一些,但是不用租房子,去掉租房子的钱,相对工资应该差不多,但是消费水平却不在一个档次上面。在外打工,虽然可以在厂里吃饭,但是休息出去玩这个支出就是比较大的了,可是很多人就是因为这多出的工资而选择外出打工。在这里给大家一个建议,如果家里的工资比外面低不了多少,还是在家上班比较好,因为自己的亲人都在家里,还不用租房子,也不用一直在外面买着吃。
在这里我们也要感谢,在抗击一线的医护人员们,他们冒着生命危险,来确保全国人民的安全。我们应该给予尊重,坚决不做对社会添麻烦的事情。
霸哥真的比shy哥强吗?
毋庸置疑,不存在的事
TheShy,LPL现象级选手,是那种能用凯南打哭你的剑魔,再用剑魔打哭你的凯南的人;
而另一边则是非常有名的主播霸哥,一手上单诺手无人不知,内圈刮外圈烫,打我等于打自己的名言被大家津津乐道
第一场比赛选人时,霸哥选择了狗熊,而shy哥选择了自己很喜欢但是很难有机会上比赛的瑞文,说起来shy哥的瑞文也是非常强力的,在韩服非常有名。可以看到shy哥上线就打的很凶,抢二之后直接将狗熊的被动打了出来。本来霸哥的狗熊一直在塔下被压制,但是shy哥先一步到六还是起了杀心,可惜的是狗熊也就差两三个兵到六,瑞文开启大招一套连招下来,反而被狗熊震退打断,开大招一顿熊拍将其反杀。此时直播间一阵刷6,气氛也是快乐了起来。
可能是第一局的单杀引起了shy哥的重视,第二局shy哥直接掏出了他的滑板鞋上单,这一手上单大家是懂得呀,shy哥的滑板鞋谁都打不过,其他人的滑板鞋谁都打不过,真相有时候就是这么残酷。
果然霸哥的石头人一级就被压出经验区,二级就被打成残血,刚等着shy哥野区支援被击杀能够补点等级和经验到三级,结果四级就被shy哥越塔强杀了。霸哥这个游戏体验啊,真的不是一般的差。不过能够在第一局比赛中单杀shy哥,怕也是足够吹一年的吧。就是不知道赛前采访说的“我和shy哥五五开”还算不算数呢?
不过说起来这样的比赛本身就是重在娱乐,大家玩的开心就好,不管是主播还是职业选手都没有拿出自己完全认真的状态在玩,所以粉丝和选手都玩的爽就够了,相信不管是shy哥还是霸哥都不会在意这些细节,不管是第一局谁单杀谁,还是第二局谁吊打谁,这都是娱乐嘛,博君一笑,皆大欢喜。
诺手连招搞笑口诀?
外圈刮内圈烫,黑切面具减双抗;日炎反甲兰德里,打我等于打自己。
无情铁手,接A,接残暴打击,外圈刮,接平A,西内。
爆发连招(AWQAEAR)
在对一些有反制技能的英雄先手时,先用A21A打出最速四血然后打一个3A4必中。
追击连招(EAQAWAR)
遇到没有位移的英雄时,这套连招可以完美的将2个减速技能利用起来。
总之就是近身AWA起手,对方想跑再接E拉回;如果距离较远,就有E起手拉回,接AW打出减速接外圈Q。两种情况打出血怒后都是看情况放大招。
以上就是诺手连招搞笑口诀的全部内容了
兰花解佩梅几月开花?
花期一般在三四月。
解佩梅:蕙兰名品。其叶子,花葶细长,梗色翠绿,一秆多花。叶面光滑油润,有光泽,叶质滋润,柔中有刚者为上品。叶形分为直立叶、斜立叶、弯垂叶等,在叶色方面有许多讲究。花柄呈紫红色,外圈为花萼,内圈为花瓣。花瓣白玉捧心,被誉为“红簪碧玉”。两侧的萼瓣向两侧伸展的形态称为“肩”,萼瓣左右对称、平“肩”为正品;如鸟翼向两侧上斜,叫飞“肩”,为神品;向两侧下方倾斜,叫落“肩”,为下品。内圈花瓣下方的唇瓣俗称舌,舌圆短而大,不伸长翻卷,以如意舌为最好。