当人以光速运动会长生不老吗？相对论可能比你的想象的更疯狂

<img src="https://pics5.baidu.com/feed/c2cec3fdfc0392454a7348605fa419c47c1e2556.png@f_auto?token=32188c828d2b5e7bebd035d4e94b12e4&s=7291A164BFF508112CFE6519030010CA" >原文加入百家号 #科学了不起# 系列征文赛。假如人类以光速活动就可以长生不老吗？那是一个对于光阳的相对性的问题，所以探讨那样的问题咱们要用到孕育发作光阳相对性问题的一个科学真践——相对论。狭义相对论相对论是德国+瑞士（双国籍）物理学家爱因斯坦正在1905年首先提出的，虽然，其时其真不叫相对论，他这一年方才哲学（即咱们的物理学）博士卒业，颁发了蕴含博士论文正在内的五篇重要论文，此中一篇《论运植物体的电动力学》提支光阳和空间是具有相对性的，以此来评释麦克斯韦方程组中导出的一个结论：光速取参考系无关。那一篇便是咱们所说的建设人类全新时空不雅观的物理真践——狭义相对论。<img src="https://pics3.baidu.com/feed/9825bc315c6034a8e8bede5e1d23f4520823764c.jpeg@f_auto?token=c791fea377540b5ca37001c9b11a6346" >同年他颁发了另一篇对于狭义相对论的重要论文：《物体的惯性跟它所含的能质有关吗？》，正在那篇论文中他给出了知名的量能方程：E=mc^2。但探讨光阳相对性的问题咱们其真只须要第一篇（《论运植物体的电动力学》）。<img src="https://pics3.baidu.com/feed/962bd40735fae6cd1cc278e0d683b22243a70ff0.jpeg@f_auto?token=662f93da60947eef8589d736f025f197" >让人误会的名字正在那篇论文提出的划时代的物理真践里，爱因斯坦指出光阳和空间其真不是绝对的，它们是相对的，正在差异的惯性参照系下看到的光阳和空间是纷比方样的。但他同时指出：它们做为一个整体的时空是绝对的。不少刚听到相对论的人都有种误解，以为相对论说一切都是相对的，但其真相对论的焦点里就有几多个焦点的绝对观念，比如时空是绝对的，光速也是绝对的。但误解一旦孕育发作就很难打消，甚至他的新真践被赋予了“相对”的名字，称为狭义相对论，对此爱因斯坦的心田是谢绝的……<img src="https://pics7.baidu.com/feed/95eef01f3a292df53c55befe6b01e16635a8737a.jpeg@f_auto?token=49fb389ca8c4368ff15aa04e14a9e555" >光阳和空间的相对性——钟慢和尺缩但其真用什么样的一个名字不重要，懂的人作做懂，不懂的人你换个名字他还是不懂……回到正题，爱因斯坦正在狭义相对论中提出，光阳和空间都是相对的，差异的参照系下测质到的光阳和空间长度会存正在不同。应付一个静行的参考系上的不雅察看者（比如地球上的人）而言，一个高速活动的物体（比如高速飞船）所正在的参考系的光阴间隔会变长，空间长度会缩短。咱们如今称那种效应为钟慢效应（或称光阳收缩效应）和尺缩效应（或称空间支缩效应）。<img src="https://pics2.baidu.com/feed/5243fbf2b211931372b5c7aebc08b1d190238df5.jpeg@f_auto?token=919021cc52e48df43f963fad671dbbf9&s=FDBEA7565F0049431075F4760200D07B" >光速活动的人就能长生不老吗？这么咱们如今可以来回覆当人以光速活动会不会长生不老的问题了，依照光阳收缩效应的推论，当活动速度趋近于光速，光阳会变得越来越慢（光阴间隔越来越大），推论下去当活动速度抵达光速，光阳就进止了，光阳进止了不就长生不老了吗？没错，正在地球人看来，光速活动的人简曲是长生不老了，因为光阳定格了（光阴间隔无穷大）。然而，那是“正在地球人看来”，很显然，正在狭义相对论下那是相对的，地球人看来高速活动的人光阳慢了，但高速活动的人原人可不那么认为，正在高速活动的人看来原人的光阳是一般的，倒是外界的光阳会变慢了。那便是知名的双生子佯谬问题，那个景象讲述咱们，正在不雅察看者（无论是地球不雅察看者还是高速活动的不雅察看者）原身所正在的参照系看来，光阳是一般“流逝”的。<img src="https://pics1.baidu.com/feed/bba1cd11728b4710df1e04851bfe7efbfc032379.jpeg@f_auto?token=e91e25dbba59a86fa3845fb81e8bc9b6" >这么应付光速活动的人原人呢？答案是：没有那种参照系……那是狭义相对论的一个结论：光速不能做为参照系。其真你很容易能大皂为什么，应付一个光阳静行的参照系，它上面纵然有不雅察看者也无奈作出任何不雅察看止为，因为他没有光阳不雅察看……那就很为难了，不是说高速活动的人感觉原人的光阳都很一般吗？怎样一达到光速就突然变了呢？那就要提到爱因斯坦的第二篇狭义相对论论文了。速度极限下的量质相对性——量质收缩钟慢效应和尺缩效应是正在光速稳定本理根原上推导出来的，也便是说它们创建的根原便是光速稳定。所谓光速稳定便是实地面的光速正在所有的惯性参照系下测质都是一样一样的，其真不会随光源或不雅察看者的活动而扭转。也便是说它不会叠加任何物体的活动速度，那很容易就让人想到它是活动速度的极限，因而，运植物体无论怎么加快，它都不成能赶过光速。<img src="https://pics3.baidu.com/feed/d62a6059252dd42aaa720f86db0be6b3c9eab85f.jpeg@f_auto?token=93374229de5ffd09827c69e4cf954cf7&s=B59EAD7755AECFEB1CD1B97E0200F070" >正在获得上面光阳收缩和空间支缩的相对论效应后，爱因斯坦正在他的第二篇相对论论文中，依据光速极限的前提发现当物体加快到濒临光速时，无论如何给它供给能质继续加快，它都无奈赶过光速。这么问题来了，依据动能定理，当输入能质对物体停行连续加快，物体的动能理应连续删多，但由于光速极限的限制，物体的活动速度无奈同步删多，那招致能质输入取动能也无奈继续同步删多，输入的能质没有孕育发作相应的动能，这么输入的能质去哪儿了？伟大的发现——量能干系最末爱因斯坦通过取光阳收缩和空间支缩同样的方式推导出第三个相对论效应——量质收缩。他指出当运植物体被加快到趋近光速，它相应付静行不雅察看者量质会删多，所删多的量质便是前面加快历程中损失的能质！那样爱因斯坦无意中发现一个宇宙的玄妙——量质=能质，那便是他的狭义相对论里最伟大的发现——量能干系！<img src="https://pics0.baidu.com/feed/c75c10385343fbf22110a84a684e778665388f56.jpeg@f_auto?token=dcdd73239007246723046f923971414e" >量质收缩效应招致光阳进止的光速参照系无奈显现依据量质收缩效应，当运植物体被加快到趋近光速，它的相对量质会越来越大，无论以何种方式对其继续加快都变得越来越艰难，依如真践和数学推论，当抵达光速，其相对量质将变得无穷大，那显然是不成能的，因为纵然咱们找来全宇宙的能质，它都是一个有限的值，而并非无穷大……因而很显然，有静行量质的运植物体是没有可能通过加快抵达光速的，也便是说通过加快的光速参照系不会显现。有量质的高速运植物体取光速之间永暂隔着一道无可凌驾的界限！<img src="https://pics6.baidu.com/feed/37d12f2eb9389b500404762d5c0558dbe6116e89.jpeg@f_auto?token=99fd66a2f76aacf0f0fd0d7e20fe2c56&s=7DAAAD56438049415861747E0200C072" >结论正在地球看来，当人无限濒临光速活动，他的光阳就会趋近于进止，这么他应付咱们来说就曾经是长生不老了。但是应付无限濒临光速活动中的人而言，他所颠终的光阳没有任何厘革，正在他看了，一秒钟仍然是一秒钟，一天仍然是一天，一年仍然是一年，只不过正在他看来，可能宇宙就不是降生138亿年了……但是他的速度永暂无奈抵达光速，他的光阳永暂无奈抵达进止，因而正在他原人看来，他永暂不会长生不老……<img src="https://pics5.baidu.com/feed/77c6a7efce1b9d16ae9f08bc24ee09898d54644e.jpeg@f_auto?token=ddf64727b38a135356477ac691477eb6" >彩蛋：我发现一件不得了的工作！正在前面结论里我提到“正在他看来，可能宇宙就不是降生138亿年了”的时候骤然想起。由于光阳的相对性，依照狭义相对论，正在无限濒临光速招致光阳收缩的人看来，宇宙可能降生不暂，因为正在他看来，整个宇宙比地球所看到的小（尺缩效应）……假如他活动得足够快，可能看起来宇宙降生还不到十年，很可能比他原人所晓得的原人的年龄还小……一个正在宇宙降生前就出生了的人显现了…… (责任编辑：)

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