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2023-04-28 12:39:16

光走一光年的距离需要一年时间?对于光而言,其实只是一瞬间

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  光年是距离的单位,是我们平时用不到的距离单位,因为它代表的距离太远了。一光年,顾名思义,就是光在真空中直线传播一年的距离。   一光年,这三个字说起来容易,换个说法,就知道有多远了。如果一光年以公里计算,就是9.46万亿千米。如此大的距离单位,不仅在地球上毫无用处,在太阳系中也很少有用。地月距离38万公里,1.3光秒;地球与太阳之间的距离约为1.496亿公里,即8.3光分;而我们要花几百天才能到达的火星,也和我们一样。它们之间的距离只有12.7光分,距离一光年还是很远的。可见一光年是不折不扣的天文数字。一光年这个距离单位这么远并不奇怪,因为光速是宇宙中最快的速度。让我们好奇的问题是,光走一光年的距离真的需要一年吗   一光年所代表的距离是光在真空中直线传播一年的距离。这是一个理想的环境,但是这个理想的环境在现实世界中是不存在的,所以光传播一光年所需要的时间实际上是一年多。   宇宙是一个近乎真空的环境,但不是绝对真空。它的平均密度约为每立方米6个质子。由于它不是绝对真空,因此对光速的影响微弱。另外,虽然真空中的光速是恒定的,但宇宙的空间并不是恒定的。宇宙从诞生之日起就一直在膨胀,从未停止过。在宇宙中,空间范围越大,膨胀速度越快,1光年范围内的膨胀速度约为每秒0.02米,一年的长度会增加约630公里,虽然对于光来说,这只是很短的距离,但它也导致光传播了光年的距离,而不是标准年。   光行进一光年的时间不是标准年,也是近似值,而且宇宙那么空虚,星与星之间的距离往往是几十光年或者几百光年——年。即使超过光速,也需要数十年甚至数百年的时间才能抵达其他恒星系。人类真的没有办法进行长途星际探索吗   未来人类是否能够进行长距离星际探索,我们不敢妄下定论,但光走一光年的距离大约需要一年时间。这只是给我们站在地上的。对于我们来说,就光本身而言,不仅不需要一年,甚至不需要一分钟。完成这光年旅行,只需要一瞬间。为什么因为时间是相对的。通过爱因斯坦的相对论,我们知道时间和空间并不是两个独立的实体,它们实际上是一个不可分割的整体,称为时空。   因为时间和空间是一个整体,当一个物体运动的越快,它自身的延时速度就会变慢,运动速度越快,延时速度越慢,这就是慢时钟效应。   慢时钟效应不仅仅是一个理论,而是一个已经被实验证实的事实。简单来说,慢时钟效应实验就是让一个运动速度可以达到98%光速的轻子从起点运动到终点。由于轻子的半衰期是一个完全确定的时间尺度,即2.2微秒,所以很容易就能计算出轻子到达终点的衰变量。如此一来,实际到达终点的轻子数量远远多于计算出来的数量,由此可以确定,高速运动减慢了轻子的时间流逝速度。对于轻子来说,移动所花费的时间比我们在低速环境下记录的时间要少得多,所以衰变的轻子数量也少得多。   运动速度越快,时间流逝越慢。当运动速度达到光速时,时间的流逝将完全静止。所以对于光来说,一光年的距离是没有时间流逝的,所以只是一瞬间,但是在我们看来,真的是一年,这就是时间的相对性。   所以,如果我们发射光速飞船到一百光年外的一颗恒星,对我们来说,他们会在一百光年之后到达,但对他们来说,只是一瞬间,那么,我们他的孙子们就是都已经一百多岁了,但是飞船上的人,还是和出发时一样。但是现实不如理论,因为光能以光速传播是因为光子是基本粒子,没有静止质量,任何有质量的物体都不可能达到光速,因为随着运动速度的增加,它有静止质量。有质量的物体会产生一个与引力质量相等的惯性质量。速度越快,惯性质量越大。当速度达到光速时,惯性质量会达到无穷大,它需要无穷大的能量才能保持运动,而宇宙空间中没有无穷大的能量,所以不可能推动一个有静止质量的物体到光的速度。https://www.wvxcvbnm.com/
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