光速时间为什么会变慢
① 《相对论》光速航行导致时间变慢的原因是什么
按照相对论,物体以光速航行,时间变慢,趋向于零;重量,变重,趋向于无穷大。因此,相对论认为,没有物质能够以光速运动。但是,这个世界上居然有物质能够以光速运动。这个物质就是――光子。光子,当然以光速运动。但是,光子的运动质量没有变成无穷大,光子的运动时间也没有变成为零。这就有两种可能:第一种可能是相对论存在错误,第二种可能是,光子与我们看到的物体有着本质的差异,光子的运动方式与我们所看到的物体的运动方式有着本质的区别。
时间物质运动发展的过程,运动和时间是物质属性,物质的最小基本单位是原子,也只有原子才能开始有组合构成而向上更复杂空间发展,因为光子没有也不会有这样的发展变化,所以光子的时间是静止的。
② 相对论以光速运动。为什么时间会变慢。 运动物体也收缩 .怎样才能理解 .,.
说高速运动的惯性系上的时间变慢只是习惯上的一种说法,其实这种说法严格的讲不对。其实是高速运动的惯性系上的时间看上去变快了。因此实际上要比测量到的慢。
这就像我们看远处的东西会变小,我们可以说,远处的东西要比我们看到的大,不能说远处的东西变大了。
我们来看一下洛伦兹变换是怎么来的就明白了。(引用高中物理关于相对论部份的推导)
上图中A是一个相对O以速度v运动的惯性系。
当A经过O时垂直向上射出一个光子。
在O看,光子以光速运动,经t 时间到达B点,光子走过的路程是ct ,同时A也移动了vt 的距离。
在A看,光子到达B点用了t' 的时间,路程是ct' 。
三个长度的关系是:
(ct')²+(vt)²=(ct)²,勾股定理不需要多解释了。
把上面的关系式变换一下求得t' 就是:
把v²t²移到左边得:c²t'²=c²t²-v²t²
两边除以c² 得:t'²=t²-v²t²/c²
提公因式t²; 得:t'²=t²(1-v²/c²)
两边开平方得:t'=t√(1-v²/c²)
其中的√(1-v²/c²) 叫作洛伦兹因子,只要v不是0,√(1-v²/c²) 就一定小于1。
单看公式好像是t' 变得比t 短了,但是看看上面的图就知道,无论速度v是多少,三个长度只有vt 和ct 受影响,对ct'没有任何影响。也就是说速度造成了参照系上观测到的距离变长了,所以高速运动的系统上的时间要比参照系上测量到的慢,长度要比测量到的短。
显然在A上看到速度也是v,因为运动是相对的,O看A的速度是v,A看O的速度也一样是v。
但是由于A的时间是t' ,所以在A看,t'时间内A移动的距离就是vt' ,所以在O上看到的距离要比在A上看到的长。
特别值得注意的是,现在好多其他的关于高速运动的系统的时间和距离的换算公式,很多都有问题。
我看过几种推导过程,都存在先决条件上的问题。
一种是没有把光速不变作为先决条件,默认为O看到的时间是因为光速加上A的运动速度后的效果造成的。这样得到的结果会出现矛盾和悖论。因为如果A的运动方向变成向右,结论就不成立了。
还有一种是把时间先经过了洛伦兹变换,然后再用上面的方式推导,这样得到的结果实际上是重复套用了洛伦兹变换后得到的结果,这样的结论会出现反过来从A换算O的时间时出现悖论,或者时间越算越短,最后算到了0。
再有一种推导方法,是假设系统并不是一开始就运动的,而是在开始进行换算时突然开始运动,因为远端的信息要经过一定时间才到达测量点,所以测量到的长度是近端开始运动减去远端经过光的传输时间后的距离,这样得到的距离也会因为方向的不同而不同。其实是这种方法得到的结果已经超出了狭义相对论的限制。
可惜的是,由于一些推导出于蓍名科学家或物理学家之手,这以这些错误没有人来纠正。甚至现在有一些大学教科书上也引用了那些有问题的公式。
这是造成很多人感觉混乱的原因。因为发现结果不能反向计算。或者出现A看O的速度与O看A的速度不相等的矛盾。
洛伦兹在解释这一变换时说过:这一变换仅限于在两个惯性系之间,沿X方向上的长度换算,任何与X方向以外的方向上没有意义。之所以选择垂直方向发出光子,就是因为在这个方向上没有长度变化,而时间在同一惯性系上则是各向同性的。
③ 光速和时间是什么关系为什么说接近光速时间就会变慢
从生活经验来看,时间就是时间,光速就是光速。
爱因斯坦的狭义相对论表明,时间的流逝速率会随着速度的增加而变慢。速度的极限是光速,速度越接近光速,时间越趋于静止。
对于一艘速度为光速的宇宙飞船,飞到25光年外的织女星,所需的时间为25年。然而,这种计算方式只是对了一半。从地球上来看,宇宙飞船确实是在25年后飞抵织女星。但从宇宙飞船上来看,飞到织女星只是一瞬间,不需要时间。如果宇宙飞船再掉头返回地球,从地球上来看,这又要25年的时间;从飞船上来看,这只是一瞬间。
因此,当宇宙飞船重新回到地球上时,地球上的人已经变老50岁,而飞船上的人还是当初那个样子。也就是说,在不同运动速度的观测者身上,时间流逝速率是不一样的。
不过,相对论禁止宇宙飞船的速度加速到光速。如果假设速度足够接近光速,比如光速的99.999…999%,飞船上的时间也可以过得非常慢,近乎于停止,上述假设的情况仍然还是成立的。
不同参照系中的时间流逝速率不是完全相同的,导致这一现象的根本原因是光速不变原理,时间和光速之间确实存在某种意义上的关系。
④ 为什么光速飞行时间变慢了
首先需要明确一点,相对论所说的速度越快时间越慢是运动参照系相对于静止参照系而言的,但运动参照系中的观察者根本不会觉得自己的时间会过得更慢。至于为什么不同参照系之间的时间流逝速率存在差异,其根本原因在于光速不变原理。根据这一原理,光的传播速度相对于任何参照系都是相等的。通过一个思想实验,可以推导出钟慢效应或者说时间膨胀效应。
假设有一辆车子以速度v在地面上匀速运动,车内底部有一个光源竖直向上照射。
那么,车内的观察者会测量出光从底部传播到顶部的时间为:
ΔT=d/c
从而可得:
d=c·ΔT
另一方面,静止在地面上的观察者则会观测到光以光速沿着斜线从车内底部传播到顶部。
其运动时间为:
Δt=d/c
从而可得:
d=c·Δt
在此期间,车相对于地面的运动距离s为:
s=v·Δt
根据勾股定理可以得到d、d和s存在如下的关系式:
d^2+s^2=d^2
从而可得:
(c·ΔT)^2+(v·Δt)^2=(c·Δt)^2
化简可得下式:
根据上式可知,由于vc,所以1-(v/c)^21,故ΔTΔt,这意味着对于地面观察者来说,车内的时间会过得更慢,并且随着车子的速度趋于光速,车内的时间将会趋于停止。但这只是从地面观察者的角度看来,而对于车内的观察者,无论车子的速度有多么接近光速,时间都不会有任何变化,他们仍然会照常生活,因为车子相对于他们而言是静止的。