飞船达到光速时,时间真的静止了吗?

理论上是这样的,无限接近光速时,物体内部的时间流逝速度变慢,也就是相对论的时间膨胀效应。

在小说《三体》当中,程心和艾AA乘坐的星环号曲速飞船,飞往286.5光年外的DX3906恒星系统,飞船内只经过了52小时,其中光速飞行时飞船内的时间是停止的,而地球参考系的时间,却经历了280多年。

这其实是大刘严格地考虑了相对论效应,因为相对论描述,一个高速飞行的物体,它的时间是会缩短的,时间膨胀公式如下:

当飞船以光速飞行时,它的时间就完全停止了,无论外界过了多久,飞船内的时间都是一瞬间;当飞船速度远小于光速时,时间膨胀效应将不明显,相对论力学退化为牛顿力学。

在现有技术条件下,人类无法把实体物质加速到光速,在大型强子对撞机中,科学家能把质子加速到光速的99.99999%,但就是无法达到光速。

时间膨胀效应已经被众多实验所证实,比如下面两个:

μ介子衰变

宇宙射线穿过大气层时,会产生速度达0.98c的μ介子,μ介子的半衰期为2.22μs,根据统计学计算,μ介子的半衰期,不足以让μ介子到达地面,可是科学家在地面附近也能探测到大量的μ介子。

该现象唯一合理的解释,就是高速飞行的μ介子,由于时间膨胀效应,导致μ介子在地球参考系中的衰期变长了(实际上μ介子本身的半衰期未变),经过计算,μ介子的衰期比静止时高了五倍,使得μ介子有足够的时间到达地面。

精密原子钟

科学家把两台精密原子钟,分别放在两架飞机上,飞机朝着东西方向相反飞行,最后对比两台原子钟的时间,发现原子钟时间出现了差异,该差异完美地和相对论时间膨胀效应吻合 。