运动速度越快,时间越慢,那达到光速时会是怎样的情况?

理论上说,当运动速度越快,时间越慢,当运动速度趋近于光速,时间就趋近于静止,但理论上并没有说“达到光速”,时间会怎么样。在狭义相对论中,是已经禁止了任何有静质量的物体达到光速的可能。

一个静质量为m0的物体,随着它运动速度的加快,它的动质量M将会如此变化,看如下公式,当速度v逐渐增加,动质量M增加,当v趋近于光速c时,M趋近于无穷大,给一个具有无穷大质量的物体进行加速,理论上需要无穷大的能量,这是不可能的。所以,狭义相对论中规定,一切有静质量的物体皆不可能达到光速。

质增效应

有静质量的物体接近光速是可能的,比如在《三体》中,刘慈欣就考虑到了狭义相对论中的时间膨胀效应,运动速度越快,时间流逝的就越慢,程心驾驶星环号曲速飞船(速度极为逼近光速,但未达到光速)驶向286.5光年外的一颗行星,程心只用了52个小时,以此来估计星环号的速度约为光速的99.99999997864%。

从下面的公式中可以看得更为的具体一些:

时间膨胀公式

公式中,ΔT表示的是驾驶员的时间流逝,Δt表示的是地球上正常的时间流逝,而V表示的是驾驶员驾驶的飞船的速度。

如果v的速度越快,可以看出,ΔT越短,当驾驶员的飞船速度达到光速的94.28%时,那么地球上过去了3小时,飞船中驾驶员才过去了1小时,如果夸张一些,飞船的运动速度v达到光速的99.999999999999%,那么飞船中驾驶员过去了一年,地球上已经过去了700万年。

时间膨胀效应


这样看来,这的确是前往未来的好办法,不过,以现如今的人类科技想达到这种速度还真是痴人说梦。在斯坦福线性加速器中,科学家可以实现将一个电子加速到光速的99.9999995%,这已经是目前人类办到的极限了,质量庞大的飞船,那真是不敢想。