理论上分析,确实是这样,只要你的速度足够快,足够接近光速,结果就是,无论多远的距离,你都可以瞬间跨越,不管多远的地方对于你来讲都是近在咫尺,甚至跨一步就能到达。
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为什么会这样?
简单讲,时间和空间并不是绝对的,而是相对的,每个人都拥有自己的独立时间,也就是“本征时间”,指的是“装在自己口袋里的钟表”走过的时间。每个人的本征时间其实都不一样,也就是说,你的一分钟并不是我的一分钟,我们对一分钟的感受是不一样的。
只不过在我们生活的世界里,速度太慢了,与光速相比简直可以忽略不计,因为我们很难感受到彼此的时间差异。
从爱因斯坦的狭义相对论概念来讲,上述情况就是时间膨胀或者说尺缩效应的具体表现,由于时间和空间是有机的整体,因此时间膨胀效应和尺缩效应其实是等价的,两者一定会同时出现。
具体来讲就是速度越快,时间就越慢,空间也就是距离就越短。
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举个例子,我们都知道,太阳光到达地球需要大约8分钟时间,但很多人并不知道这“8分钟”的真正含义。对于太阳光本身来讲,根本不需要8分钟,一瞬间就可以到达地球,或者说根本不需要任何时间,因为光本身就没有时间概念。
也就是说,假设光携带一个钟表,钟表本身是不会走“字”的,当然不是因为钟表坏了,而是光的时间静止了,一直处于凝固状态。所谓的“8分钟”只是人类感受到的时间,也就是说,在人类看来,太阳光到达地球需要8分钟。
更深层的含义是,光速其实就是宇宙时空的标尺。在宇宙中,任何速度都是相对的,唯独光速是个例外,光速是绝对的,真空中的光速在任何情况下都保持绝对不变。
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这就意味着,如果你能拥有光的属性,那么你也完全感受不到时间,而在爱因斯坦的时空体系下,时间和空间是一体的,既然你感受不到时间,自然也不会感受到空间。
很多人会有这样的疑问:为什么时间和空间是相对的呢?或者说为什么会出现时间膨胀效应和尺缩效应呢?
根源就在于四个字:光速不变。
何为“光速不变”?当然不是指“光在真空中的速度恒定为每秒30万公里”,而是指“在任何运动状态下,在任何参照系下,真空中的光速都保持不变”。
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说白了,光速与其他任何速度叠加之后,仍旧保持不变。光速的这种特性很违背我们的日常生活认知,毕竟在我们日常生活里,速度都是相对的,都需要选择某个参照系才有意义,而且不同的速度叠加之后也会发生变化。
比如说,你我分别以每秒5米的速度反方向奔跑,那么我们之间的相对速度就是每秒10米,这很好理解,也是我们的日常生活经验。
但光速就是如此“霸道”,不按套路出牌。光速与其他任何速度叠加之后仍旧是光速。举个例子,你拿着手电筒以0.5倍光速奔跑,我静止在地面上。在我眼里,手电筒发出的光的速度是多少呢?
按照平时我们关于相对速度的计算,答案应该是你奔跑的速度加上光本身的速度,也就是1.5倍光速。实际上并非如此,仍旧是光速。
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再举个例子,即便你以无限接近光速的速度追赶一束光,在你眼里,这束光的速度仍旧是光速!
也就是说,不管你奔跑的速度有多快,奔跑你和静止的我看到的同一束光的速度都是一样的。
继续深入思考。由于速度等于距离也就是空间除以时间,既然不同运动状态下的你和我看到的同一束光的速度完全相同,这意味着一定有某些东西发生了改变,才能保证光的速度绝对一致。
而这些东西肯定就是时间和空间,因为速度只与时间和空间有关。
也就是说,高速奔跑的你,时间和空间发生了改变,你的时间和空间会“相互协调”保证光速的绝对性。
具体怎么“协调”呢?
就是刚才所讲的,改变时间和空间,也就是时间变慢和空间缩短,只有这样才能保证光速绝对不变。
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当然,以上只是从概念上抽象的分析,也可以用数学进行具体推导,推导出时间膨胀公式和尺缩效应公式,推导过程并不复杂,甚至只有初中数学水平就可以推导出来,这里就不再详述了,有兴趣的伙伴可以自己尝试推导一下。
从时间膨胀效应来讲,当你的速度无限接近光速时,时间就趋于静止。也就是说,不管飞行多远,你
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都不用花费任何时间。也就相当于你在一瞬间就可以跨越任意浩瀚的距离。
而尺缩效应与时间膨胀效应是等价的,其实从尺缩效应更容易理解。假如你能以无限接近光速的速度飞行,在你达到无限接近光速的一瞬间,不管多远的距离,对于你来讲都近在咫尺,哪怕是宇宙的边缘,也会一下子来到你脚下,你甚至只需要简单的跨步,就能来到宇宙的边缘。
在任何速度都是相对的情况下,唯独光速是个特例,光速就像是宇宙中的一把标尺一样,不管外界如何“狂风暴雨”,光速就是“岿然不动”!
这里我们还要感谢光速,毕竟如果说包括光速在内的任何速度都是相对的,那么严格来讲我们就无法描述真实的世界,因为选择不同的参照系,就会得到不同的结果,我们自然就无法描述真实的世界到底是什么样的。
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好在光速是绝对的,它就像一个“标杆”,我们可以用绝对的光速间接描述千变万化的世界。
这里需要强调一下,我们平时默认光速就是只“光的速度”,其实这样讲是不严谨的,光速并非指“光的速度”,光速是四维时空的固有属性,只与四维时空本身有关。只不过物理学家们首先发现了光的速度的特殊性,于是就使用了“光速”这个概念。
除了光的速度是光速之外,信息的传递速度也是光速,还有引力波和胶子的速度同样是光速。
这里还有一个问题:为什么光的速度恒定保持不变呢?
很多人会说,因为光子的静质量为零。这样讲并没有错,但还有更深层的问题,光说的静质量为什么为零呢?
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因为光子并不会与希格斯粒子发生相互作用,除了光子之外,传递强相互作用的胶子也不会与希格斯粒子发生作用。
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什么是希格斯粒子?它被称为“上帝粒子”,是由希格斯场激发形成的。物理学家们认为希格斯场充满了宇宙每个角落,正是希格斯场激发形成的希格斯粒子赋予了基本粒子以质量。
什么意思呢?
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可以这么通俗理解。其实所有的基本粒子本应该都像光子那样,一出生都以光速飞行,而且必须以光速飞行。只不过由于希格斯粒子的存在,大部分基本粒子会与希格斯粒子发生相互作用,表现为减速,在减速的过程中获得了质量,也就是静质量。
而光子和胶子不会与希格斯粒子发生相互作用,所以只能以光速飞行。能够看出,如果你想以光速飞行,就必须摆脱希格斯粒子的束缚,但这对于我们人类来讲是不可能的,除非我们能彻底改变身体结构,比如说转变成全部由光子组成的结构。
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但这样的结构还是人类吗?或者说真的存在全部由光子组成的生命形态吗?
我们并不知道,或许未来可以创造出这样的生命,但目前还做不到。
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