很多朋友对于速度接近光速时间变慢和光速变慢不太懂，今天就由小编来为大家分享，希望可以帮助到大家，下面一起来看看吧！
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一、为什么接近光速时间会变慢公式和原理
1、狭义相对论的结论之一是时间随着速度的增大而减缓
2、即Δt'=γΔt式中Δt'是在静止参照系中Δt的时间间隔在v速度下的新时间间隔。
3、式中γ=[1-(v/c)^2]^(-1/2)可以看出时间随着速度的增大而减缓，当v→c时，时间间隔无限接近无限
4、1：光速不变即任意参照系中测得光速都为c
5、2：参照系平权（狭义相对论指任意惯性参照系所得物理规律相同）
6、此外还有一些基本性质比如时空各向同性（时空各个方向性质相同）
7、现s参照系发出一束光，s'参照系相对于s参照系速度为v向正方向运动
8、s参照系光在t时刻的坐标x=γ(x'+vt'） 1
9、同理s'光的坐标x'=γ(x-vt) 2
10、根据光速不变有x=ct,x'=ct'
11、将1 2相乘并代入x,x'的表达式
12、把2带入1得到t'=γt+(1-γ^2)x/γv
二、速度接近于光速会使时间变慢吗
1.因为根据爱因斯坦导出的公式: M=m/根号下1-v^2/c^2,其中M为物体的动质量,m为静止质量.物体若速度v接近光速,则那个公式的分母便趋于零,则动质量趋于无穷大,那么物体就要用无穷大的能量去转化为质量达到光速,继而推出不可能的情况.
2.光速对于静止质量大于零的物质是上限,但对于静止质量等于零的物质则不是,比如光子在静止时质量为零,则动质量M=hv/c^2(根据E=mc^2和E=hv推出,其中h为普朗克常量,v为光子频率),于是它们不受速度限制,光子逃逸出光锥的速度就大于光速.
3.若超越,时光会倒流.(目前仅仅属于理论)
从实际上说,人类的智慧尚不足以阻挡时间的飞进；而从理论上来说,时光倒流,回到从前绝非不可能.根据爱因斯坦的理论,时间和空间可以在光速中发生变化.所以,假如一个物体以30万千米／秒的光速飞行时,空间可以缩短,时间可以变慢.加利福尼亚州立大学的一位物理学家通过计算后称：人类从地球到达仙女’座需要20万年,而在光速飞船上仅需20年.
那么,这种美妙的事情是否会真的发生呢?回答是肯定的.因为科学家们已经发现宇宙中存在比光速还要快的神秘质点.
科学家们研究发现：当太空船经过重力场时,把重力场的拉力转换成推力,太空船在那段时间内,便可以以光速甚至超光速飞行.美国航空航天局的专家们已经创立了“时空场共振理论”,这是以爱因斯坦和德国物理学家海森堡的“统一场论”为基础建立的.其要旨是：借助电磁、重力、光速和时空共同演变的伸缩性,瞬间跨越恒星际空间.到了那时,‘时光倒流将不再是个待解之谜.
人类的智慧至今尚不足以阻挡时间的飞逝,然而从理论上来说,时光倒流绝非不可能.
爱因斯坦证明,速度、时间和空间是相对的,只有光速是个常数.当物体的速度接近光速时,其长度就会减小,质量就会增加,时间就会放慢.由此推论,假如物体的速度与光的速度相同时,其长度为零,质量不会再增加,而且时间也就停止了.若物体的速度超过光的速度则出现时光倒流的现象.
若要想详细的了解时光倒流情况,现在我们要知道以下4个关键词.
①新的时空观、②“黑洞”③膨胀宇宙④“虫洞”即时空隧道
关键词1、新的时空观,即日常所说的四维空间.什么是新的时空观呢?让我们先做一个智力小游戏题：现在天文学界总结一条规律,叫宇宙学原理.内容是：“在宇观尺度上,宇宙中物质的分布始终是各向均匀各向同性的.”或者说在宇观尺度上,三维空间在任何时刻都是各向同性的.即：在三维空间中任何时刻各个星系团都是均匀分布的.
这一原理表明,宇宙中各处的演化都是类似的.因此我们的望远镜不仅在看空间也在看时间,不仅在看其他星系的历史,也在看我们自己的历史.
因为光的传播需要时间.例如：距离我们16光年的牛郎星,我们通过天文望远镜看到的是他16年前的情景…….很显然,空间、时间相互联系都与运动状态有关,它们组成新的时空观.
按照目前我们的最新认识,我们的宇宙大约起源于100～200亿年前的一次大爆炸.宇宙从此诞生,时空、物质和能量同时出现.最初的时空呈泡沫状结构,这些宇宙泡急剧的膨胀,每一个泡沫发展成一个宇宙.我们生存的宇宙,只是数不清的宇宙中的一个.原始的时空中的每一个泡沫都膨胀成一个像我们宇宙一样的宇宙,泡与泡之间有被称为“虫洞”的所谓“时空隧道”相连.现代物理学认为,虽然宇宙泡大大的膨胀了,但是这些虫洞依然存在.这就是说,我们的宇宙中保持有通往其他宇宙的时空隧道,只不过我们没有发现.
现在——科学家们已经发现宇宙中存在比光速还要快的神秘质点；还发现,当太空船经过重力场时,如果把重力场的拉力转换成推力,太空船在那段时间内便可以以光速甚至超光速飞行.一些专家以爱因斯坦和德国物理学家海森堡的“统一场论”为基础建立、创立了“时空——场共振理论”,其要旨是：借助电磁、重力、光速和时空共同演变的伸缩性,瞬间跨越宇宙空间.即时光隧道.“时光旅行”必须具备两大条件,即“虫洞”和“负面能源”.这是因为,宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通,“负面能源”可以抗拒地心引力,用来打开“虫洞”,稳定“时光隧道”.
研究表明,虫洞有两种.一种是永远存在的洛伦兹虫洞,它可能存在于黑洞中,或者其他我们不清楚的地方.宇宙飞船可以通过洛伦兹虫洞前往另外的宇宙.当然虫洞的两端也可能都在我们的宇宙中.飞船可以从虫洞的一端进去,再从另一端出来.这种虫洞有可能大大缩短我们宇宙间两点的距离.对于距离我们几亿光年的星系,如果我们这里有虫洞与那里相连,我们就可以到那个星系去旅行了.
另外一种虫洞叫做欧几里德虫洞,它是瞬间存在的.我们可以不需要时间,瞬间穿过这类虫洞前往其他宇宙.或者瞬间消失,并立即从宇宙的另一地方冒出来.当一个欧几里德虫洞的入口出现在某一学校门口时,可能会有一个学生突然消失,并一下子在首尔街头露面（假如虫洞的另一个出口在首尔）,欧几里德虫洞还有可能连通过去和未来.允许人们往过去旅行.这就是说,一个人可能瞬间消失后,突然出现在秦始皇的身边,相互吓了一跳.也可能一个人瞬间消失后,2008奥运会的中国金牌总数他已经先睹为快了.相信有朝一日,人类不仅能够遨游宇宙,也能够遨游古今.
三、为什么速度越接近光速时间就越变慢
1、如图所示，设有一飞行者以速度v飞离地球，在飞行了t时后到达了B点，这时与他同时发出的光信号已经到达了C点，飞行者认为地球上的光速应该是c，地球上过去的时间应该是t`。那么光走过的路程就有下列关系。
2、地球人和飞行者都认为真实的光速和时间的关系是： BC=c×t-v×t=(c-v)×t
3、飞行者错误地认为地球上的光速和时间的关系应该是： BC=c×t`
4、也许你会说，飞行者认为 BC=c×t`是错误的，因为对飞行者来说真正的光速不是c，而是c-v。你说的很对，所有我在上面就明确地写出那是飞行者的错误感觉，可你要知道，对飞行者来说，真正的时间也不是 t`，而是t。飞行者感觉到地球上的时间过去的应该是t`，地球上的光速应该是c，这是一种错觉，他在这种错觉下感觉到光信号走的距离的确是BC。因此，飞行者就错误地认为BC=c×t`。
5、既然是错误的，为什么还要用，因为我们现在就是想知道，飞行者把地球上的真实时间 t看成了怎样一个错误的时间 t`。
6、也许你还是不能接受 BC=c×t`这个等式，因为你总觉得c是个错误的数字，错的数字就不应该用，用了就不可能得到正确的结论，你的这个想法和我开始理解相对论时一样，总转不过这个湾。不要着急，看了下面的例子你一定会明白的。
7、说一个屋内共有 4个人，每人长两只手，问 4个人共长几只手。
8、这是一道很简单的小学数学题，我们都会算， 4个人共长8只手，2×4＝8，可有个小朋友他不会算，他想了另外一个办法解这道题，他数了一下 4个人的手，共8只，这个小朋友是一只手一只手数得，因此他写下了这样一道错误的算式题， 1×8＝8。他也得出了正确的结论，8只手，可他的算式是错误的。这就使我们明白，用两个正确的数字相乘，我们可以得到正确的结论。用两个错误的数字相乘，也有可能得到正确的结论，但如果我们用一个正确的数字和一个错误的数字相乘，哪就永远也得不到正确的结论， BC=c×t`就用两个错误的数字相乘得到正确结论的情况。也就是说，BC=c×t`它的确是错的，而我们就是想知道，当正确的光速c-v变成错误的光速c时，看正确的时间t将会变成怎么一个错误的时间t`。所以有(c-v)×t=c×t`的关系，这下你该明白了吧。
9、如果你还不太明白，那你也可以这么建立这个关系。
10、设一物体的运动速度为 c-v，运行了t时间，如果它的运动速度变为c，问要走相同的距离所需的时间t`是多少。
11、这时你写的等式也是：(c-v)×t=c×t`
四、为什么接近光速会使时间变慢,尺缩短
1、尺度是不会变短的,只是看起来短了，就象你坐在高速公路上的汽车里,你看到一切看起来似乎都很短,比如某点到某点的距离,实际上这是一个错觉,证明我就免了，傻瓜都知道
2、就象假如你以2m/s的速度向前走,从t=0时刻起你数一根以1m/s的原来长度为1m的棍子
3、就是说t=0时你在它的一端,并在此开始测量.
4、1s后测量另一端,此时你向前了2m,棍子的另一断已经到了第二米处,即,此时,你还以为你站在原处,觉得你经过0s就到了它的另一断,那么你会认为它的长度为0
5、我来告诉你为什么,虽然这个例子太明显了,但是夸张点就是这样
6、你在测量的时候如果发生时空变换,那么你测量的结果需要相同变化,而我们认为的尺度变端却是没有变化过的
7、要好好理解,特别是初学者,不要被误导
五、为什么速度接近光速后时间会变慢
我画一张图，简单地推导一下。首先这个是狭义相对论中的问题，它建立在两个假设：1，光速对于任何观察者都不变。2、在任何惯性参考系（就认为是对地静止或者是匀速运动的参考系吧）物理规律都取相同形式。推导时间变换主要用到假设1。
现在有一辆以速度V高速运动的火车，火车高度为H，在火车里有个人打开手电筒，光就照到天花板上。光从射出到碰到天花板作为一个事件。
在火车内的人看这件事情从开始到结束时间t'=H/C因为在它看来光是径直照向天花板的。
现在对另一个站在地面上的观察者，因为在从光发射到碰到天花板，火车向前运动了一些距离，所以在他看来，光是沿着上图方向运动的。根据勾股定理，可以得到地面上的人测量的时间t=H/根号(c^2-v^2))所以t=t'/根号(1-v^2/c^2））两个观察者看这同一个事件的时间是不同的。
六、解释一下为什么接近光速时间会变慢
就是物体在接近光速运行时电子会逐渐跟不上原子核的运动速度，电子围绕原子核运动的速度会变的无限小，时间自然也就会变的无限慢。宇宙中星球之间的距离都在几百光年甚至几亿光年的距离，在普通意义的时间上如果让我们宇宙旅行那就只能望而却步了。但是当我们接近光速飞行时，在时间变的无限慢甚至停止的情况下，几亿光年的距离在瞬间到达也不是不可能的，迄今没有找到能让时间变快的 *** ，但是我相信这 *** 一定存在。时间的大小可以改变。这就会出现在某在地方100年的时光而对于另一个电子围绕原子核速度相对很慢的特殊地方就有可能只是一天或者更短的时间。这其实也就是时间相对论了。什么是时间让很多人难以琢磨。实际上就是电子围绕原子核运动的那个速度就是时间！
速度接近光速时间变慢和光速变慢的问题分享结束啦，以上的文章解决了您的问题吗？欢迎您下次再来哦！
