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标题: 关于光速和时间停滞 [打印本页]

作者: 奇迹魔术师·杨 时间: 2005-8-21 17:48

按照某种说法，如果达到光速的话。那么对于该物体来说，时间停滞。
如果真是如此，那么该物体会在t=0的时间内进行位移，亦即该物体会在同一时间到达宇宙的所有位置。
那么对于宇宙来说，是否所有的物体都会被该光速物体而替代？也就是说，假设有一个铁原子达到光速，那么整个宇宙都会充满铁原子？
如果真是如此的话，以光速运动的光子并没有充满整个宇宙，是否能够说明达到光速的物体不会使时间停滞？
刚上高一，看法不对请多见谅。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-21 18:27

楼主把相对时间和绝对时间这两个概念搞混了.

作者: misaki 时间: 2005-8-21 18:43

是和参照系的选取有关

作者: 占卜者艾玛 时间: 2005-8-21 19:25

如果按照楼主的说法,那光年这个概念就不存在了...

PS:天公,现在国际上关于反物质和反能量的研究发展到
什么样了?我这里没有相关的信息...

作者: 奇迹魔术师·杨 时间: 2005-8-21 20:25

天公说的详细些好吗？谢谢~~

作者: 5288123 时间: 2005-8-21 23:50

这个主题好.大家继续...受教了..

作者: 酒魔剑仙 时间: 2005-8-22 06:47

达到光速是时间减缓而不是停滞吧。

关于光速我也有一个问题，现在已经确认引力可以使光在其方向产生偏转，即在其方向上产生加速度。那么试问，如果引力和光子的运动方向一致，光子是不是会超过光速呢？

作者: 古墓丝绸 时间: 2005-8-22 12:12

物理学的重要概念就是参照物，记的有一期刊的DISCOVER把楼主的问题做了个专题，不防去查阅一下

作者: zeroideal 时间: 2005-8-22 12:26

跟没有学过相对论的解释这个问题还真的有些麻烦，
建议楼主以及有此疑问的，找本相对论的书稍微看一下吧

作者: 一鸣惊人 时间: 2005-8-22 14:07

QUOTE:

原帖由酒魔剑仙于2005-08-22, 6:47:41发表
达到光速是时间减缓而不是停滞吧。

关于光速我也有一个问题，现在已经确认引力可以使光在其方向产生偏转，即在其方向上产生加速度。那么试问，如果引力和光子的运动方向一致，光子是不是会超过光速呢？

光速是一切速度的极限，是无法超越的！
假设：有一火箭正以1x光速运行，其装备的激光武器向火箭行进方向发射激光束。那么是否光的速度会是1x光速+1x光速=2x光速呢？答案当然是否定的。该火箭发射的激光的速度仍是1x光速，永远也不会超越光速！
当然光子在引力等外力的作用下，速度也不会超过光速。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-22 15:57

能否超越光速是我们至今还不能回答的问题. 相对论否定了这一点, 但也许可以利用一些量子效应去从亚光速*跳跃*到超光速. 这也算是当今超弦理论上在研究的一大重点.

作者: Phil 时间: 2005-8-22 16:03

我认为能够超越光速，但是没有意义。怎么说呢。从“多重宇宙”理论来说，超越了光速，就超越了自己的宇宙能量级，也就是说，有可能进入到“外套”宇宙中。但是“离开”自己的宇宙，也就意味着能量的激烈跃迁，这种状态下，你以及运载工具能否保持原来的形状么？我看够玄......呵呵。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-22 16:29

为什么没意义? 人即使不能坐超光速飞船, 但还不能发送超光速信号么? 你朋友在火星上, 没有超光速信号的发送技术, 一个普通的电话都打不了了.

作者: Phil 时间: 2005-8-22 18:28

QUOTE:

原帖由天公将军于2005-08-22, 16:29:17发表
为什么没意义? 人即使不能坐超光速飞船, 但还不能发送超光速信号么? 你朋友在火星上, 没有超光速信号的发送技术, 一个普通的电话都打不了了.

目前的理论上，能证明存在超光速信号么？这种信号是什么载体呢？电磁波？电磁波在真空中的传播速度也就接近光速而已。

我提到了为什么超光速是没有意义的。因为光速最快（不变）是目前物理研究得出的一个结论，是这个宇宙中物体运动或者能量传递的极限，而任何超过光速的运动或者能量传递，就已经不符合这个宇宙的物理法则了，也就注定无法在这个宇宙中存在。

天公将军说没有超光速信号存在，地球和火星之间没法通电话，这话说得不对，严格说，是没法通即时电话。地球和火星之间的距离，最短也要6800万公里，按照光速30万公里/秒计算，就是226秒多，也就是将近4分钟不到。假设可以用光信号在地球和火星之间来传播信息，那么你在火星上说一句话，要过4分多钟后，地球上的朋友才能听到，然后他再说回来，又是4分多钟。这样，你每次打电话，说完后，可以去泡一杯咖啡，看一会儿报纸，过9分钟之后，再回来听对方的回答......

当然，如果物理学家们发现了超光速运动在这个宇宙的稳定存在形式，上述所有一切都将被改写......但是，至少目前，我们应该认为超光速的运动和能量传递，在这个宇宙中，是不可能的。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-22 18:48

从理论上, 已知可能存在超光速信号: 引力泼.

大致原理如下:

从地球到火星如果用光子传递信息, 则光子必须沿着一个四维空间的geodesic行驶. 引力子有可能脱离这个宇宙, 跳到其他空间里, 然后再回来. 它的geodesic是在11维空间里画的. 因此, 即使同样以光速行驶, 引力子所需要走的距离也比光子短.

例如: 在11维空间里看, 我们的宇宙, 地球到火星之间可能如同一个C字. 而光子局限与经典空间, 所以必需要走弓背, 引力子则有可能走弓弦. 如过能让引力子这么走, 在一个静止观测者"看", 它每秒很有可能会超过30W公里. (看我只能用引号, 因为有着海森堡作用, 引力子显然是看不到的!)

况且现在关于初等粒子的量子跳跃也已经有了不少进展. 这也可以让超光速信息传递得到更多的便利. 上个月我在美国费米实验室呆了一镇子, 听说他们2007年要做一个氢原子近光速撞击试验, 据说有可能证明引力子的存在, 到时候有好戏看!

顺便说个饭后趣事: 引力子在英文里叫graviton, 又曰G-string (因为它本身是一种弦, 也是有了超弦理论后才被提出的). 大家有兴趣了, 不妨去google上查看一下"G-String"的图片... 嘻嘻.

作者: 卫斯理 时间: 2005-8-22 20:46

天公哥哥或者姐姐真有研究。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-22 21:01

天公姐姐了啦.

作者: Phil 时间: 2005-8-22 22:52

天公将军原来是专业人士，呵呵，在下班门弄斧了！

你说的那种原理我知道，早期的理论，管那个捷径叫“虫洞效应”，一度是UFO爱好者的最爱，我当年也是这个理论的拥趸，当然，当时只是个小屁孩，其实啥也不懂。

不错，从理论上来说，有这种可能，但是问题在于：这种状态，即使在对撞机里头能够实现，稳定状态又能有多久？我认为，一旦处于这种状态，该粒子或者能量的传递，就已经超越了这个宇宙的能量极限（有点像电子跃迁的过程），当然，它完全可以通过人为手段，再次回到这个宇宙的能量级，可是，在“回归”后，其所携带的这个宇宙的信息，是否还依然完整呢？

就是说，你在火星上说的那句话所形成的电磁信号，在做了这样一个“out-in”的旅行之后，是否还能完整地被这个宇宙的接收器接收到并且复原呢？

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-22 23:37

Phil 兄是说费米实验室设计的那个对撞试验么? 这个试验最多能证明引力子的存在性, 它距离用它来传递信息还早着呢. 传递信息至少需要想办法控制它, 而不是任其随即四散.

这个原理和那个"虫洞效应"差不多, 但又不完全一样. 虫洞效应要求我们破坏宇宙的拓扑性, 而只有量子效应才能对拓扑性上动刀. 但量子效应又是随机的, 我们只能用统计手段去控制, 而不能单独事件地去控制. 总之, 破坏拓扑的事还是尽量避免.

但我刚刚所说的是利用M-理论的膜效应, 也就是说把我们现在的宇宙放在一个更大的拓扑空间里. 在不破坏拓扑性的情况下离开它, 抄进道到达目的地后再回来. 虽然听起来差不多, 但后者应该具有更高的稳定性, 理论上来讲... 呵呵.

其实我说的这一切, 都可能随着2007年试验失败而灰飞烟灭.

作者: 酒魔剑仙 时间: 2005-8-23 02:15

QUOTE:

原帖由一鸣惊人于2005-08-22, 14:07:57发表

QUOTE:

那么激光与火箭的相对运动=0？激光发不出去？

作者: Phil 时间: 2005-8-23 08:09

呵呵，天公将军说的，已经超出我的知识范围了。我对弦理论还能大致了解，但是对膜理论还没能够充分接受。看来，要去消化消化了。

楼上，光速恒定为30万公里/秒，与参照系无关。所以，不存在“激光于火箭的相对运动=0”的说法。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-23 11:22

国际上很多大牌物理学家也不理解, 甚至从思想上抵制膜理论. 的确, 一个还没有被试验证实的理论, 而且又说的那么玄妙难测, 是很难被人接受. 不过我觉得即使最后它失败了, 也不妨拿它当一个连接量子学和广义相对论的一座壮观的桥梁来欣赏.

作者: 史鑫 时间: 2005-8-26 02:02

继5年前中国旅美科学家王力军及其同事在实验室中成功使激光脉冲群速度超越光速之后，瑞士洛桑科技学院研究小组近日宣布，他们采用新技术，运用简单设备就能降低或提高光的运动速度，甚至使光停止。这项研究成果将发表在22日出版的《应用物理通讯》杂志上。

现成光纤即可降低光速
瑞士研究人员说，他们通过现成的光纤就可以降低光速，而不用像以往试验那样必须依靠低温气体或结晶固体等特殊媒介。

研究项目负责人吕克·特沃那兹说：“作为一种简单、费用低廉而且能控制任意波长(光)的技术，这有着巨大的优势。”

瑞士科学家认为，他们的研究将对无线电通讯事业产生重大影响。目前，虽然信息可以通过光纤传递，但其实际传播速度却难以达到每秒30万公里的光速。因为以现有技术，光信号在生效前必须转为速度低得多的电子信号。而瑞士科学家采用的新技术可以使信息传播中省去电子信号转换这一步骤，令信息真正能以光速传递。

光自身能打破速度极限

《自然》杂志5年前曾经登载过一篇引发广泛争议的试验报告。美国日本电气公司(NEC)普林斯顿研究所科学家王力军等人当时在报告中宣布，他们已经在实验中突破了光速。

在爱因斯坦的狭义相对论中，没有物体或信息的运动速度可以比光在真空中的运动速度更快。但王力军说，根据测算，在试验中，光束在铯原子气室中的运动速度达到了光速的310倍左右。

美国加利福尼亚大学伯克利分校的赵雷蒙认为，那次试验最为惊人之处在于，它显示光自身也能打破每秒30万公里的速度极限。

研究成果不违反狭义相对论

不过，王力军说，他们的研究成果并不违反狭义相对论“物体运动速度不能大于真空光速”的基本原则，也不违反因果律，即事件的原因必须在其结果之前发生。

王力军等在研究中采用了一种新方法，使一束持续时间为3.7微秒的激光脉冲穿过一个长6厘米的铯原子气室。强烈的反常色散使得脉冲波峰仿佛在进入气室之前62纳秒就已离开气室，测算结果表明，这一激光脉冲在铯原子气中的群速度达到了光速的310倍左右。

虽然观察到的激光脉冲波峰速度超过光速，但这并不意味着实现了信号的超光速传播。光波是有长度的，只有波头的传播速度才可以算作是信号的传播速度，但波头的速度是始终超不过光速的，因而与狭义相对论是吻合的。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-26 02:38

它当然不冲突相对论... 相对论把光速假设为C... 是后来测量出来的C=300,000,000ms^{-1}. 如果他能让光走的更快, 无非是把C变成别的数而已.

作者: 五袋石果 时间: 2005-8-26 09:23

光速最快（不变）是目前物理研究得出的一个结论
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光速不变应该不是结果而是原因，由它推导出相对论而不是由相对论推导出它。这是个假设，是爱因斯坦根据莫雷测相对光速的试验结果所做的假设，由此导出相对论。这个假设说：在所有惯性系中，真空中的光速具有相同的量质c。只要这一点不被证伪，则相对论对大尺度空间仍然是真理。

作者: 六韬五略 时间: 2005-8-29 22:29

QUOTE:

原帖由史鑫于2005-08-26, 2:02:47发表
继5年前中国旅美科学家王力军及其同事在实验室中成功使激光脉冲群速度超越光速之后，瑞士洛桑科技学院研究小组近日宣布，他们采用新技术，运用简单设备就能降低或提高光的运动速度，甚至使光停止。这项研究成果将发表在22日出版的《应用物理通讯》杂志上。

现成光纤即可降低光速
瑞士研究人员说，他们通过现成的光纤就可以降低光速，而不用像以往试验那样必须依靠低温气体或结晶固体等特殊媒介。

研究项目负责人吕克·特沃那兹说：“作为一种简单、费用低廉而且能控制任意波长(光)的技术，这有着巨大的优势。”

瑞士科学家认为，他们的研究将对无线电通讯事业产生重大影响。目前，虽然信息可以通过光纤传递，但其实际传播速度却难以达到每秒30万公里的光速。因为以现有技术，光信号在生效前必须转为速度低得多的电子信号。而瑞士科学家采用的新技术可以使信息传播中省去电子信号转换这一步骤，令信息真正能以光速传递。

光自身能打破速度极限

《自然》杂志5年前曾经登载过一篇引发广泛争议的试验报告。美国日本电气公司(NEC)普林斯顿研究所科学家王力军等人当时在报告中宣布，他们已经在实验中突破了光速。

在爱因斯坦的狭义相对论中，没有物体或信息的运动速度可以比光在真空中的运动速度更快。但王力军说，根据测算，在试验中，光束在铯原子气室中的运动速度达到了光速的310倍左右。

美国加利福尼亚大学伯克利分校的赵雷蒙认为，那次试验最为惊人之处在于，它显示光自身也能打破每秒30万公里的速度极限。

研究成果不违反狭义相对论

不过，王力军说，他们的研究成果并不违反狭义相对论“物体运动速度不能大于真空光速”的基本原则，也不违反因果律，即事件的原因必须在其结果之前发生。

王力军等在研究中采用了一种新方法，使一束持续时间为3.7微秒的激光脉冲穿过一个长6厘米的铯原子气室。强烈的反常色散使得脉冲波峰仿佛在进入气室之前62纳秒就已离开气室，测算结果表明，这一激光脉冲在铯原子气中的群速度达到了光速的310倍左右。

虽然观察到的激光脉冲波峰速度超过光速，但这并不意味着实现了信号的超光速传播。光波是有长度的，只有波头的传播速度才可以算作是信号的传播速度，但波头的速度是始终超不过光速的，因而与狭义相对论是吻合的。

据我在十几年前看过的一份报纸，那个上面说有天文学家通过观测计算发现，某些星体能以超过光速的速度运行

作者: 远舟 时间: 2005-8-29 23:13

俺书也看过一些,但总还似懂非懂
以为自己理解了,要说出来的时候才觉得不对

提议天公将军有空搞点科普...

作者: 远舟 时间: 2005-8-30 03:24

短系列连载嘛~~~

每次能讲个把概念就可以了

作者: xwg78229 时间: 2005-8-30 11:58

时间是什么，是物质还是能量？大爆炸时为什么会产生？会不会消失？
只有搞清楚时间是什么才能彻底解答这个问题？

作者: Phil 时间: 2005-8-30 22:02

QUOTE:

原帖由xwg78229于2005-08-30, 11:58:25发表
时间是什么，是物质还是能量？大爆炸时为什么会产生？会不会消失？
只有搞清楚时间是什么才能彻底解答这个问题？

在我们的四维空间里，时间只是一个标量，只是标度能量演变过程的一个量而已，并不是一个“存在”。

作者: 天宫公主 时间: 2005-8-31 02:09

至今还没有人知道为什么时间的物理性质和其它三维空间, 也许和另外六维纽节空间, 为什么会彼此如此之不同.

作者: Sphynxyu 时间: 2005-8-31 10:06

对于这个问题我是这么理解的：
首先,说一些基础知识,我喜欢直白/易懂一些.
1.关于时间,时间只不过是衡量物质变化速度的一种人为单位,并不是客观存在的.因此.我们所讨论的时间是相对的.
2:关于速度,速度也相对的,因为速度=距离/时间,时间的相对决定了速度的相对.
3.极限:极限是一种临界状态.
4.观测:观测是物理的大前提,无法用任何方法观测到的物质毫无物理意义.
然后.不谈理论，我们只用生活和人类的感受来理解.
本次问题是:如果一个人在光速运行的物体上发射火箭,哪个火箭的速度势必超过光速,这与光速是宇宙的极限速度矛盾.
那么,首先,这种情况,我要说:的确, 在光速运行的物体上发射火箭,哪个火箭的速度势必超过光速.这个情况一定会出现.但很可惜,他又不会出现在我们宇宙中.原因很简单:这个超光速物体对与我们宇宙无法观测到.永远无法观测到. 光速依旧是宇宙中的极限速度,不会有超越这个极限的存在.
我来解释一下这个恐怖的结论的由来.由于时间的相对性,速度越快的物体的相对时间就越慢,也就是这么说的:天上一天,地下一年.当到达极限----光速时,时间正好处于时间静止的状态（个人认为是将要静止却又没有静止的极限状态）。这个时候，如果在光速运行的物体上发射火箭，当然是超光速，但是不可否认的是，这个发射过程是需要时间的（这个时间指的是光速物体的时间），火箭的加速过程是需要时间的，不管是多么小的时间，这个时间相对于我们的世界是毫无意义的――――应为他的无穷小个时间等于我们无穷大的时间。在地球上看，很简单：你会发现那个火箭永远发射不出去，应为那个发射所消耗的时间等与我们能感知的时间的永恒！那个发射出去的火箭的时刻在我们永远感知不到的未来！你懂了吗？你怕了吗？？
回头看一下，你会很惊喜的发现对于这个问题已经有了很好的解释：世界上当然有超过光速的东西―――他们都在我们时间的无穷远处。我们所感知到的很多光速物体，实际上有很多本身就是超光速物体，但很可惜，他超越光速的那个瞬间就是我们时间的全部！所以我们终其一生又一生，只能看到他超越光速的那一瞬间而已，那一瞬间,他的速度为光速，那一瞬间,对我们已经是永久。我们是被囚禁在时间中的生物。
我们再次回头品味一下：速度=距离/时间。
是的,速度=距离/时间。
当这个时间不在有意义的时候，这个速度还能有意义么？
这就是这个问题的答案，我想大家都能看的懂吧。

作者: xwg78229 时间: 2005-8-31 11:01

我有一个大胆的猜想：时间是宇宙的引力场。这个场运行的速度为光速。而宇宙内的一切物体相对宇宙外的物体都是以光速在运动。物质的运动在引力场的位置的变化产生了运动。
如果一个物体超越光速的话，那它不是回到过去而是离开宇宙。

作者: 飞雨落花中 时间: 2005-8-31 14:22

太深奥了，感觉什么都要变成相对的了。

作者: Phil 时间: 2005-8-31 17:09

QUOTE:

原帖由飞雨落花中于2005-08-31, 14:22:01发表
太深奥了，感觉什么都要变成相对的了。

这个......本来什么就都是相对的啊。

作者: 酒魔剑仙 时间: 2005-9-1 02:49

这也不一定，光速不就是绝对的么？

作者: 天宫公主 时间: 2005-9-1 02:58

本宫写的那个小总结里, 已经提到了光速绝对问题.

作者: Phil 时间: 2005-9-1 11:55

QUOTE:

原帖由酒魔剑仙于2005-09-01, 2:49:12发表
这也不一定，光速不就是绝对的么？

我们的光的光速的“绝对”，是指在这个宇宙而言的......
--没办法，要明白无误表明这种“相对”的感觉，必须得这么写，看的费劲的各位抱歉了。

作者: 天宫公主 时间: 2005-9-1 12:04

相对于我们这个宇宙的所有惯性观测者，光速是不变得。
否则，“速度”这个概念本身也是没有意义滴。

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