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有人说光速飞船里的人不会老,那么人体细胞还在活动吗?

本文基于回答网友类似问题,见如下截图:

这个想法是根本没弄清光速情况下人不会变老的原因。理论上,人的运动速度达到光速(可以想象乘坐光速飞船),时间停止,距离为零。也就是说时间没有流逝,细胞没有代谢,当然不会变老。

而这个问题却说时间没有变化,为什么不会变老?哪位科学家说过在光速飞船里时间没有变化?是自己在那里闷着头想象的吧?光速问题是一个科学问题,要弄清这个问题就必须老老实实学习一些基本常识,比如光速是什么,为什么光速是宇宙中最快的速度,爱因斯坦的光速极限和光速不变理论是什么,为什么光速无法突破等等。

简单说说时间膨胀理论

在爱因斯坦的狭义相对论中,最重要的一个理论就是速度时间膨胀理论,说的就是速度越快时间流逝越慢,达到光速以后,时间就会停止。通俗的说法就叫尺缩钟慢效应,就是速度越快,时间流逝越慢,而距离相应越短,达到光速时间停止,距离为零。

也就是说在光速飞船中,你不会感觉到时间流逝,也没有感觉到距离,要到任何地方,连瞬间都不要就到了,你的细胞什么的都没有感觉到时间流逝,也就是没有任何新陈代谢,就到了。速度时间膨胀效应遵循的公式为:t’=t/√[1-(v/c)^2]

这里的t’是速度时间膨胀效应值;t是低速系观测者第一个时钟时间记录;v是第二个时钟相对第一个时钟的移动速度;c为光速。根据这个公式我们可以理解到,时间膨胀效应必须有参照系,也就是有两个时钟,一个是高速运动中的时钟,一个是观察者的时钟。

所谓时间膨胀或者说尺缩钟慢,是相对观察者而言,就是相对静止的观察者的时钟正常运动,而高速运动中的人时钟会变慢。

光速常数代号为c,根据公式计算,当运动速度达到0.5c时,时间膨胀效应达到1.15倍,也就是相对静止观察者时间慢了15%,以此类推;当速度达到0.8c时,时间膨胀效应达到1.66倍;速度达到0.9c时,时间膨胀效应达到2.29倍;速度达到0.99c时,时间膨胀效应达到7倍;速度达到0.99999999999999c时,时间膨胀707万倍。

这已经不仅仅是理论和猜想,而是经过100多年科学界无数的观测和实验试验验证,颠扑不破。这个理论已经广泛运用在科学技术发展和我们的生活中,如卫星导航,如果不用相对论时间膨胀理论进行调整,就寸步难行。

这里的时钟变慢不要理解为只是时钟的刻度变慢,而是时间的实质变慢。

时间的实质或者说本质是什么?

时间不是时钟的刻度,时钟的刻度只是人们根据长期经验和地球自然条件,人为设定的计时工具。在现代物理学中,也就是相对论条件下,时间、空间、物质是三位一体的,相互依存,不会单独存在。

这三位一体的关系为:空间是物质的容器,没有这个容器,物质就无法存身,也就不存在物质;物质是空间的内容,没有物质,空间就是虚的,就是绝对的真空,时空同时消失;时间是物质运动变化的依据和记录,具有一维性,也就是任何物质都有生老病死,一维向前不可回头,时间停止,物质和空间同时消亡。

由此我们可以看出,时间是物质运动以及空间变化的内在标志,也就是说时间变慢,不仅仅是时钟刻度本身变慢,而是物质运动空间变化的实质性变慢,时钟刻度只是记录了对这种物质运动的过程而已。

人体时间变慢的实质,就是新陈代谢变慢,时间停止,就是新陈代谢的停止。

这听起来很神奇,正是因为神奇,这种发现才更彰显了爱因斯坦的伟大。他正是从发现光速这种特性开始,创造出一系列理论,包括狭义相对论和广义相对论,发现了引力的本质是质量导致的时空弯曲现象。

而时空的相对性不光体现在速度时间膨胀上,而且还体现在重力时间膨胀上,也就是重力越大的环境,时间会越慢,黑洞中的时间静止。

爱因斯坦还告诫了大家:任何物质运动无法达到光速

物质运动无法达到光速,当然就更无法超越光速了。爱因斯坦通过质增效应给出了一个质速关系公式:M=m/√[1-(v/c)^2],公式中的M为物质的运动质量,m为物质的静质量,v为运动速度,c为光速。

根据这个公式,物质运动速度越快,动质量(或者说动能)就越大,随着速度趋于光速,物质动量趋于无限大。何谓无限大?就是整个宇宙都是有限的,而如果一个粒子运动达到光速都变成无限大了,这个宇宙能装下吗?所以这就是一个悖论。

一个粒子都无法达到光速,这已经被科学家们无数实验和观测所证实。在大型强子对撞机里,科学家们用巨大能量把一束质子加速到光速的99.9998%时,其能级达到了7万亿电子伏特,相当一艘航母以20节速度航行,其动能已经非常惊人了。

这时,在这个百分比后面再加上一个9或1,所需能量要指数级上升,最后将全球能量集中推动一个粒子再提速都不可能了。由此证明任何物质都无法达到光速,一个针尖上能站立万亿的粒子都不行,何况一艘飞船或一个人?

因此,人类企图通过光速飞船来达到延长寿命的妄想是永远无法实现的。而在一般所谓的高速中,比如1%光速,也就是每秒3000公里,未来的飞船有可能达到这种速度。

但这种速度时间膨胀效应极小,根据公式计算时间膨胀效应约1.00005,也就是时间会减慢十万分之五。这样1年时间里寿命会延长1577.88秒,也就是约0.44个小时,100年也就长寿44个小时,还不到2天时间。

但在高速飞船中,辐射、失重等各种对身体的损害,会远远大于速度带来的长寿效应。如在空间站虽然有很好的保护,但宇航员在上面只呆了半年或一年,身体就会受到较大损害,如骨质疏松、辐射受损等,回到地球要疗养很长一段时间才能逐渐恢复过来。

因此,就不要梦想什么光速飞船长寿了,你说呢?欢迎讨论,感谢阅读。

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