以前对相对论不理解,主要是从逻辑上不理解,空间怎么会伸缩呢。最近忽然灵光一现,虽然还是不理解,但是

来源: 2025-06-01 08:01:11 [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

从逻辑上认可了。

因为光速是物体运动的天花板,但毕竟是个有限的数,而且不是个很大的数

3.00 × 10^8 米/秒。 而宇宙是无限的。

如果按照经典运动论,一个有限的速度是永远无法达到无限的彼岸的,那宇宙又是怎么来的呢?

但是按照相对论,空间是随着物体的运动速度的增加缩小的。

问了一下GPT,一个以99.999999999999% c 的速度运动的物体,需要多久穿越银河系,结论是只需要一年。

一个人的有生之年可以好几十个来回,而不是苦海无边。

如果以99.999999999999% c 的速度运动,单位为十六个九(即接近1的完全光速),我们可以用相同的计算方法,进行更高精度的估算。


设定:

  • 速度 ( v \approx 0.99999999999999 c )

1. 计算洛伦兹因子(( \gamma )):

[ \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} ]

因为 ( v ) 接近 ( c ),我们可以用更精确的近似公式:

[ \gamma \approx \frac{1}{\sqrt{2(1 - v/c)}} \quad \text{(当 ( v \to c )、极接近时)} ]

2. 代入数值:

  • ( 1 - v/c = 1 - 0.99999999999999 = 1 \times 10^{-14} )

  • 所以:

[ \gamma \approx \frac{1}{\sqrt{2 \times 10^{-14}}} = \frac{1}{\sqrt{2} \times 10^{-7}} \approx \frac{1}{1.4142 \times 10^{-7}} \approx 7.07 \times 10^{6} ]


计算穿越银河系所需时间

  • 在自己眼中(直观估算)

[ T_{自己} = \frac{1 \text{ 光年}}{0.99999999999999 c} \approx 1 \text{ 年} ]

  • 在地球观察者中(考虑时间膨胀):

[ T_{地球} = \gamma \times T_{自己} \approx 7.07 \times 10^{6} \times 1 \text{ 年} \approx 7.07 \text{ million years} ]


总结:

  • 你自己:在几乎光速(99.999999999999% c)下,穿越大约一光年只需一年的时间
  • 从外部观察(地球等)看,需要大约7百万年(7.07 million years)

备注:

这个“更接近光速”的速度让你自己所感受的时长非常短,但对于宇宙之外的观察者来说,时间依然漫长。

如果还想探讨在不同距离或更极端速度的情况,随时告诉我!