从光子的角度来看,如果时间在光速下减慢到零,我们的太阳发出的光需要多长时间才能到达最近的恒星?
请不要让自己被相对论的不良普及所误导。
在光速下,时间不会减慢到零。物质物体(如钟)无法达到光速。它可以接近,当然可以任意接近,但不能以光速接近。
究其原因呢……你问的是时间在光速下是什么样子。相对论关于光速的基本假设是:对所有的观测者来说都是一样的。如果一个观测者的物体以真空光速运动,那么对于所有的观测者来说,它就是以真空光速运动的。但观察者总是在自己的参照系中休息。那么,以光速旅行的观测者呢?为什么,这样的观察者会同时看到自己以光速旅行(因为所有观察者的光速都是一样的)和处于休息状态?这显然是不可能的,也是证明为什么没有观测者参照系以真空光速行进的众多方法之一。
话虽如此,我们也不妨去考虑一个实际的观察者以非常接近光速的速度行进会发生什么。对于这个观测者来说,到达最近的恒星确实只需要很短的时间。多短?如果你能任意接近光速,你想要多短就多短。因此,是的,观测者原则上可以以接近光速的速度旅行,以至于在他们自己的参照系中,只需一秒钟就能到达最近的恒星。或者一微秒。甚至更少。
你可能会疑惑,这怎么可能?这就得说到相对论的另一个方面是,对于移动的观察者来说,他们运动方向上的距离会显得越来越小。因此,速度非常快的观测者将看到宇宙变平,以光年测量的距离缩短到以公里或更小的距离测量。因此,这些观察者将在短短几秒钟内到达最近的恒星,不是因为他们看到自己的移动速度比光速快,而是因为到最近的恒星的距离将会缩小。
对于我们来说,观察这些来自地球的旅行者,他们仍然需要数年时间才能到达目的地。但是如果我们有一个强大的望远镜来观察它们,我们会看到它们的时钟慢得像爬行一样慢下来。他们所有的动作看起来都是非常慢的。因此,是的,虽然我们需要数年时间才能看到他们的宇宙飞船到达那颗遥远的恒星,但我们可以确认,他们的机上时钟和他们的身体在旅途中只会老化几秒钟或更少。
时间是以光速定义的。
比尔·C·里默斯(Bill C.Riemers)就科学家们表示一旦达到光速,时间就停止了这一言论进行了回答,而这种说法是真实的事实,还是只是一种理论?
然而,如果包括发射和吸收,我们就可以回答一个类似的问题:
如果光子可以老化,那么光子的年龄会有多长呢?
我们知道发射和吸收时间的总和至少是T,空间并不是一个完美的真空,所以沿途的每一次相互作用都会增加一个T或更多。现在我们可能不能把发射和吸收都作为光子年龄的一部分。所以我估计光子的年龄是:
t≥(<n>+12)T
t≥2<n>+12f
其中<n>是不相关度量值的预期数量。
如果能插入一些数字就好了。但这需要知道星际空间在这个频率下的折射率,这个数字非常接近,但并不完全是1。
大部分衰老将发生在恒星附近,因为那里将有最多的媒介与之互动。
这里的主要问题是,光子的年龄非常小,但不是零量。年龄将取决于介质和频率,以及光子通过该介质的距离。
你可能已经注意到我说的是不相关的测量。事实证明,一遍又一遍地测量相同的值,实际上每次都会重置波状态,这具有减缓波状态演变的效果。
所以我的理论是,光通过偏振介质…的老化程度要小得多。
当然,归根结底这是无稽之谈,因为光子似乎没有任何老化机制。希望这是一次关于时间本质的有趣的学习练习。
作者: quora
FY: 罗导
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