光年,是个距离的权衡,并非时辰的法度。它指的是光泽一年所穿越的距离,约莫为9.46万亿公里。对地球住户而言调教,光年之遥,险些猴年马月。
天地之浩淼,用公里来度量显得过于微小,因此咱们继承了光年这个更大的法度。然而,即即是光年,置于天地的浩瀚法度中,亦然显得如斯眇小。
光年的界说似乎不难领悟,但为了严谨,咱们需要深远筹商。你可能会质疑,一光年的界说是光泽行走一年的距离,难谈这距离真是需要光泽走一年吗?这个问题听上去有点复杂,像是在辩护,但它并不是。光年如实是光泽一年所经过的路程,这少量无误,但光泽走完一光年的距离,并不需要整整一年。
怎么领悟呢?咱们需要明确:光泽行走一年所经过的距离叫作念光年,这里“一年”是相对于咱们东谈主类的时辰,而非光泽我方的一年!领悟这少量很关节。
阐发爱因斯坦的狭义相对论,一个物体的速率越接近光速,当时辰荏苒的速率就会越慢,这就是所谓的“时辰推广效应”。具有静质地的物体持久无法达到光速,只关联词无限接近。一朝物体速率等同于光速,那么它仍是造成了光子,不再是蓝本的物体。
为何有静质地的物体不成达到光速呢?狭义相对论的质速公式不错给出谜底:
公式中的m是物体的质地,m0是其静质地,V是物体的领路速率,c代表光速。从公式不错看出,当V无限接近光速,物体的质地会趋近于无尽大,这意味着需要无限多的能量来运行物体保握这个速率,这昭着是不可能的,尤其对于有限的天地而言更是如斯。
光速不变旨趣是狭义相对论的两大基本假定之一,它意味着光速在职何参照系中王人是常数。每每咱们讲速率时必须设定一个参照系,不然速率无从谈起。然而,光速是个例外,它不需要参照系(或在职何参照系中王人是光速),这使光速成为时空的基本属性,严格来讲,光速并不是指光的挪动速率,而是由麦克斯韦方程组推导出的一个常数,与真空的磁导率和介电常数联系。
对于这少量,咱们稍后再谈。
领悟了光速的这一特质,咱们就能明白,对于光泽本人而言,没惟恐辰的观点。换句话说,不管光泽穿越的距离有多远,对于光泽来说,王人是俄顷即达,即即是穿越通盘可不雅测天地,也只需刹那间。
然而,在东谈主类的视角中,情况并非如斯。光泽走完一光年的距离,真实需要一年的时辰。这是由于不同参照系的遴荐导致的不同解析。
领悟这少量可能有点贫苦,那咱们就用亚光速旅行来例如显露。
淌若你乘坐一艘亚光速的飞船离开地球,你在飞船上渡过的一年与地球上的我渡过的一年是不同的。各自经历的时辰(本证时辰)是相通的,这意味着你体验到的一年与我体验到的一年在长度上是一致的。这并不矛盾,而是参照系的不同遴荐所带来的松手,体现出时辰的相对性和同期的相对性。
换句话说,对于两个不同的参照系,对合并事件的时辰不雅察松手是不同的。
国厂视频偷拍a在线例如,比邻星距离地球约4.3光年。淌若你乘坐亚光速飞船飞向比邻星,地球上的我看来,你需要约莫4.3年的时辰才智到达。但对于飞船上的你来说,所需的时辰远少于4.3光年。
在亚光速旅行中,时空的变化相等权贵,尺缩效应也变得相等昭彰。地球与比邻星之间的距离不再是4.3光年那么远,本体上会比这个距离更短,具体缩小的进程取决于你与光速的接近进程。表面上,比邻星以致可能就在你目下,你不错俄顷到达,前提是你必须相等接近光速。
固然,也不错领悟为速率越快,所奢华的时辰就越短,因为时辰推广效应和尺缩效应是相反相成的,时辰和空间本就是不可分割的全体。
这其中触及到一个访佛“双生子佯谬”的问题。
从地球上的我的视角来看,你飞往比邻星需要4.3年。而你却以为我方远不到4.3光年就能到达,我会看到你的时钟变慢了,你的通盘当作王人减慢了,就像电影中的慢当作一样。
由于速率具有相对性,你看我的效劳也一样,你会看到我的时钟雷同变慢了,我的一切当作也王人慢了下来。
那么,到底谁的时辰变慢了?看起来似乎存在矛盾。
本体上,并不矛盾。因为咱们处于两个不同的参照系中,你和我不雅察到的松手仅代表各自的参照系,不管怎么,王人不会发生矛盾,咱们的不雅察松手王人是正确的。
那么,为何亚光速航行的你会显得更年青呢?
“年青”这个观点亦然相对的。也就是说,你和我必须重新回到合并个参照系,才有阅历相比谁更年青。淌若咱们一直处于不同的参照系(持久不复返地球),那么征询“谁更年青”就莫得敬爱。因此,你必须复返地球,然后才智相比谁更年青。
淌若你策画复返地球,例必会经历减慢和加快的历程,这个历程本体上改换了你的时辰,让你的时辰变慢了。而我,地球上的我,并未经历减慢或加快。
有一个公式不错用来计较你的时辰相对于我的时辰到底慢了几许,这个公式如下:
终末强调,在职何参照系中,个体感受到的时辰(本证时辰)王人是相通的调教,莫得任何分手。