距離地球4 3光年的星系的一束光到達地球的時候由於這一束光已經在光速下飛行了4 3光年,根據相對論光粒子的時間過得比地球的慢非常多,從光粒子這個角度來看地球是4 3年後的地球還是430年之後的地球?

時間 2021-05-13 07:11:47

1樓:王若楓

時間和光沒有關係。

光一秒鐘執行速度為30萬公里,即:某個光子從這裡出發到三十萬公里之外的另一點,耗時一秒。但這一秒鐘不是物質,這個「一秒」並未跟光速繫結。

慢鐘效應其實是一種觀測結果:假如你視力足夠好,能在任意距離上看到事物的詳情,那麼,當你以光速運動的時候,你能跟某個物體反射的光線同步,如果這個物體是乙個鐘錶,那麼你會跟它某乙個剎那的光線始終同步,也就是說,你看到那個鐘不走了,事實上,那只是你「看到」它不走了,它實際上還是走的。

如果這隻錶不在出發點上放著,而是在你手腕上,你就不會看到它有任何變化。

這個理論講的是光線的性質,而不是時間的性質。

把光線跟時間混淆起來,是錯誤認識的根本所在。

2樓:

估計讓題主費解的是結果的不對稱,好像違反了運動的相對性。

這裡運動仍然是對稱的:飛船對地球的速度等於地球對飛船的速度。

不對稱的是題目的設定:起點和終點相對地球靜止,相對飛船運動。

由於尺縮效應,起點和終點間的距離,在飛船看來比在地球看來要短。

這裡不是@髙顯 說的鐘慢效應。鐘慢效應是對稱的,並且適用於同一空間點的情況。

====具體計算====

相對論的計算,初學時請務必從洛侖茲變換出發,而不是套用時延效應或尺縮效應。

時空中有四個點,分別是飛船掠過地球/星系時間,地球/星系的位置。

對於地球參照系來說,四點座標分別是 :(0,0) (0,4.3) (-5,0) (-5,4.3)

(掠過地球為時間原點(2018),地球為空間原點,其餘請自行對應)

洛侖茲變換後,飛船參照系四點座標約:(0,0) (7.25,8.43) (-9.79,-8.43) (-2.55,0)

(保留兩位,請自行驗證。注意,飛船接近地球,相對速度為負)

注意,在地球看來同時的兩個事件,變換後不再同時。

根據這個結果,在飛船人看來,

他們 2018 年掠過地球,

兩年半前(2015)掠過星系,

七年多後(2025)距星系 8.43 光年,

近十年前(2008)距地球 8.43 光年。

所以對飛船來說,地球速度是 8.43/9.79 倍光速。若未取近似,其實就是 4.3/5 倍光速。旅行所花時間是 2.55 年。

而地球與星系間的距離,對飛船來說,用尺縮效應計算,結果是 2.19 光年,與上面的計算相符,請自行驗證。

3樓:

相對論中不能以光(或者其他光速物體)做為參照系,《三體》中的光速飛船只是一種想象,按照我的理解是接近光速,例如0.999c,而非達到光速。

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