怎么理解在光速状态下空间为零时间停止的尺缩钟慢效应?

2024-12-22 10:12:09
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回答1:

这是基于回答一位网友的问题,现将问题原文引用如下:
我们该如何理解时间停止?
爱因斯坦告诉我们当引力无穷大,速度接近光速的时候时间就会变得无穷慢。打个比方说一个人以光速在宇宙中飞行,或者接近了黑洞的史瓦西半径(姑且假设没有被撕碎),那这个时候时间趋于停滞,这个停滞该如何理解?时间停止但是这个人身上的细胞生化反应以及人体的正常新陈代谢肯定是正常进行的,那这样岂不是等于这个人长生不老了?

该问题对时间膨胀效应的理解前半部分是正确的,后半部分错了。

爱因斯坦关于时间膨胀的说法有两个部分,一个是速度时间膨胀,一个是引力时间膨胀。

这两个时间膨胀的理论主要内容就是,速度越快,时间会越慢;引力越大,时间会越慢。

其表达式为:

狭义相对论速度时间膨胀计算公式:t‘=t/√[1-(v/c)²]

式中,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。

广义相对论引力时间膨胀计算公式为:t‘=tx√(1-2GM/rc²)

式中,t’为引力时间膨胀效应值;t为低引力惯性系观测者时间流逝值;G为引力常数,取值6.67x10^-11N·m²/kg²;M为天体质量;r为天体半径;c为光速。

根据这两个公式,当速度趋于达到光速或者引力达到光速也无法逃逸时,时间趋于越慢直至停止。

问题表述中对这个理解是正确的。

但后面说的“时间停止但是这个人身上的细胞生化反应以及人体的正常新陈代谢肯定是正常进行的,那这样岂不是等于这个人长生不老了?”

这里面的“肯定”底气何在呢?要知道时间流逝的实质是以物质变化为根本依据的,因此这种理解就是完全错误的了,这是对时间概念完全不清楚的原因导致。

在这里,我们有必要来了解一下时间是什么。

时间绝不是你看到的一分一秒一个小时或者一天,这是地球人类根据自然规律对时间进行的一个刻度划分,以便于我们掌握时间的进度和标记。

时间的本质是物质运动过程持续性和顺序性的标记。在我们四维时空,空间和时间是运动着的物质存在形式,空间是物质的广延性,时间是物质运动变化的标记,它们都是不以人意志为转移的客观存在,三者相互相成缺一不可,与宇宙共存亡。

前述对问题理解中正好相反,在对时间认知上把人的感觉凌驾于物质运动之上了,这就舍本求末了。

我们人类对于时间的记录是人类对时间标尺认识的运用,并不是时间的本质。

时间的本质就是物质的变化过程。在大重力场中和高速系,时间会发生膨胀,并不是在这个系统中的人本身感觉到时间变慢,而是与其他参考系观测对比才能够得出这种效应值。

所以,即便是在光速中或者黑洞史瓦西半径边缘,时间趋于停止了,也并不是时间消失了,在这个惯性系的人感受不到时间变慢或者停止,他只是觉得时间没有流失。

而他的这种感觉是以身体各种状态为依据的,包括视觉、听觉、嗅觉、触觉以及身体代谢的各种变化,都会停止,都没有时间流逝。

他的感觉就是以身体的所有感觉为依据的,怎么可能身体里代谢非常快的进行,过去了千年万年,身体早就死了,他会感觉不到呢?

只是这个在光速系或者在黑洞系的人感觉到1秒钟都没过就出来了,世上已经过了千年万年。

当然他的身体各方面也没有一点变化,就是他刚在打个喷嚏也还没有打完就出来了。

世上过了多少年,取决于他在里面停留多久,在光速系里不管停留多久,都好像没过任何时间,外面可能已经天荒地老宇宙毁灭了。

这就是时间膨胀理论的本质。

但同时,爱因斯坦相对论又限制了速度,光速是宇宙中最快的速度,人类不可能达到和超越,因此也就杜绝了时间膨胀效应达到零流逝的可能。

同时在那种极大重力场,人类也不可能存活,因此人类也没有在黑洞中体验零时空的幸运。

理论上时间不流逝,细胞代谢粒子衰变都同时停止。人的感觉并不重要,而且有可能出现幻觉,粒子衰变和新陈代谢才是时间流逝的本质标记。

就是这样,欢迎讨论,谢谢阅读。

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回答2:

尺缩钟慢效应可以这样来理解,当一个物体的运动速度越快它周边的时间就会变慢,空间也会变小,当物体的速度达到光速时,它周围的时间就会停止,空间也会缩小到无限小。

回答3:

在光速状态下,各种空间的物体都会进行一定程度上的收缩,从而导致这种情况的发生

回答4:

这需要用到爱因斯坦的相对论,在超高速状态下时间好像变慢了,空间也变短了