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最近总是心跳快100左右,如果人类达到光速,心跳还是每分钟60到100左右吗?

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达到光速那一刻,时间就停滞了,人体一切机能都将被暂停,所以也就没有每分钟心跳多少次这种概念了。

这就是爱因斯坦狭义相对论的经典论断,也是直到今日也依然让人迷惑的论断。因为,在我们的日常经验中,时间和空间是彼此独立的事物,而且时间的流逝速度,与我们的运动速度没有关系。然而,狭义相对论被称为一次新的物理学革命,正是因为它打破了人类根深蒂固的绝对时空观,而进入相对时空观的范畴。

图示:绝对时间是不存在,每个运动物体都有自己的时钟。

在这里,时间和空间被结合为一个整体,被称为爱因斯坦时空,在爱因斯坦时空中,时间的流逝速度,与物体的运动速度直接相关。最重要的是,在爱因斯坦的时空中,每个物体都自己带了一个钟,并不存在一个在全宇宙统一使用的绝对时钟!

在低速情况下,牛顿定律是足够好的近似,但随着物体的速度开始逼近光速,对于这个高速运动中的物体而言,它的时间的流逝速度将发生明显变化,会越来越慢,而当这个物体的速度达到光速时,它自身的时间流逝将完全停止。

图示:静止的钟和高速运动的钟之间的走时的确会出现细微差别。


利用超精密的原子钟加上人类的飞机,我们已经在地球上验证了这件事。处于高速运动状态下的原子钟将比呆在地面上静止的原子钟,走得更慢,虽然只慢一点点,但这一点点确是可以从爱因斯坦给出的方程式中计算出来的,因此,现代物理学已经承认狭义相对论的正确的,每个运动物体自带一个钟,且其快慢与运动速度负相关,运动速度越快,这个钟走得越慢。


那么,如果我们能造出光速飞船,岂不是意味着人类将能获得永生?

首先,时间暂停了,意味着我们什么也干不了,这样的永生恐怕不是我们想要的,而且只要飞船速度低于光速,那么时间又会再次开始滴答。其次,爱因斯坦的狭义相对论同时还做出了一个限制,那就是任何有静止质量的物体,都是不能达到真空光速的,目前只有零质量的光子才能达到真空光速。因此,在太空中穿梭的光子,就其自身的角度而言,它们所经历的时间是零,对它们而言,穿越整个宇宙并不需要消耗时间。


1995年12月18日至12月28日,哈勃太空望远镜启动了哈勃深空照片的探测计划,哈勃太空望远镜对准大熊座附近的一小片似乎完全黑暗的太空,连续拍摄了342张照片,总曝光时间长达10天,得到了一张让人赞叹的照片,被称为哈勃深空照片。因为,在似乎纯粹黑暗的太空中,隐藏着非常非常非常遥远的星系。

在这些照片上共有多达大约3000个星系,是人类研究早期宇宙的里程碑照片。其中有我们现在已知的最早最遥远的星系,它让我们知道了在宇宙大爆炸之后,只花了八亿年时间,宇宙中就形成了第一批星系,而从这些星系中发出的光,从地球从人类的角度看,这些光子已经在宇宙中已经穿行了百亿年之久,但对于这些光子本身而言,它们的时钟从未发出第一声滴答,直到它们迎头撞上哈勃太空望远镜的感光元件,它们的时钟才开始发出第一声滴答,但与此同时,这些光子也就泯灭了,化作了如今你所看到的这张照片上的一个像素点。

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人类绝对达不到光速,因为光速限制原理告诉我们任何有静质量的物体速度是不能达到光速的,这个假设毫无意义。然而随着科学的发展,人类接近光速是可能的,咱就说说接近光速时人的心脏如何跳吧。


如果人是借着自己两条腿跑的话,心脏每分钟绝对不是跳60――100下左右,心脏会因跳动过快而爆裂。

如果人是借助飞船等工具接近光速的话,心跳每分钟确实还是60――100下左右。爱因斯坦的相对论告诉我们绝对的空间和绝对的运动是不存在的,速度只具有相对意义,讨论绝对的速度是没有意义的。物体运动的速度在不同的参考系看来是不同的。在以接近光速飞行的飞船这个参考系里人是静止的,没有消耗生物化学能,所以心跳是正常的。

别说人在接近光速的飞船里,就是在相对静止的地球上,总有物体的运动速度相对于地球是接近光速或光速(比如说相对于从地球射出的光):

那么反过来在那些参考系中看来,地球上的人就是接近光速的,而实际上呢我们在地球上没有运动,我们自己的心跳是很正常的。所以即使在相对于地球以接近光速飞行飞船里人的心跳也是正常的。

至于达到光速会如何,这点连爱因斯坦也想知道。最后,我们即使达不到光速,我们可以畅想一下:如果人以光速飞行,那这个宇宙对于这个人来讲崩塌了(当然对于我们并没有崩塌),这个宇宙的所有规则都束缚不了他了,这个人成为了一个真正自由的人,他不会再以宇宙的时空方式来存在了,时间和空间对他来说已经不存在了。他已经没有我们理解的、占一定空间的肉体了,所以也就没有什么心跳的问题了。

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