Manche Leute sagen, dass Menschen in einem Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit nicht altern. Sind die menschlichen Zellen also noch aktiv?

Dieser Artikel basiert auf der Beantwortung ähnlicher Fragen von Internetnutzern, siehe folgende Screenshots:

Mit dieser Vorstellung lässt sich nicht vollständig erklären, warum Menschen nicht mit Lichtgeschwindigkeit altern. Theoretisch bleibt die Zeit stehen und die Entfernung ist Null, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit einer Person die Lichtgeschwindigkeit erreicht (stellen Sie sich vor, Sie fliegen in einem Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit). Das heißt, die Zeit vergeht nicht, die Zellen führen keinen Stoffwechsel durch und Sie altern natürlich nicht.

Diese Frage besagt jedoch, dass sich die Zeit nicht ändert. Warum werden wir also nicht älter? Welcher Wissenschaftler hat gesagt, dass sich die Zeit in einem Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit nicht ändert? Bilden Sie sich das alles nur ein? Das Problem der Lichtgeschwindigkeit ist ein wissenschaftliches Problem. Um dieses Problem zu verstehen, müssen wir uns ehrlich ein paar grundlegende Dinge aneignen, zum Beispiel, was die Lichtgeschwindigkeit ist, warum die Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit im Universum ist, was Einsteins Lichtgeschwindigkeitsgrenze und Theorie der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist, warum die Lichtgeschwindigkeit nicht durchbrochen werden kann usw.

Erklären Sie kurz die Theorie der Zeitdilatation

Die wichtigste Theorie in Einsteins spezieller Relativitätstheorie ist die Geschwindigkeits-Zeit-Dilatationstheorie. Sie besagt, dass die Zeit umso langsamer vergeht, je höher die Geschwindigkeit ist. Wenn die Geschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit erreicht, bleibt die Zeit stehen. Im Klartext heißt dies Längenkontraktions- und Zeitdilatationseffekt. Das bedeutet: Je höher die Geschwindigkeit, desto langsamer vergeht die Zeit und desto kürzer ist die Distanz. Wenn die Lichtgeschwindigkeit erreicht ist, bleibt die Zeit stehen und die Entfernung wird Null.

Das heißt, Sie werden in dem Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit weder den Lauf der Zeit noch die Entfernung spüren. Es dauert nur einen Augenblick, um jeden Ort zu erreichen. Ihre Zellen und andere Dinge werden den Lauf der Zeit nicht spüren, und es wird überhaupt keinen Stoffwechsel geben, und Sie werden ankommen. Der Geschwindigkeits-Zeit-Dilatationseffekt folgt der Formel: t'=t/√[1-(v/c)^2]

Hier ist t' der Wert des Geschwindigkeits-Zeit-Dilatationseffekts; t ist die von der ersten Uhr des langsamen Beobachters aufgezeichnete Zeit; v ist die Geschwindigkeit der zweiten Uhr relativ zur ersten Uhr; und c ist die Lichtgeschwindigkeit. Anhand dieser Formel können wir verstehen, dass der Zeitdilatationseffekt ein Referenzsystem haben muss, d. h., es gibt zwei Uhren, eine ist die Uhr in Hochgeschwindigkeitsbewegung und die andere ist die Uhr des Beobachters.

Die sogenannte Zeitdilatation oder Längenkontraktion und die Verlangsamung der Uhr erfolgen relativ zum Beobachter. Das heißt, die Uhr eines stationären Beobachters läuft normal, während die Uhr einer sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Person langsamer läuft.

Der Codename der Lichtgeschwindigkeitskonstante lautet c. Gemäß der Formel beträgt der Zeitdilatationseffekt das 1,15-Fache, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit 0,5c erreicht, was bedeutet, dass die Zeit im Vergleich zu einem stationären Beobachter um 15 % langsamer vergeht usw. wenn die Geschwindigkeit 0,8c erreicht, beträgt der Zeitdilatationseffekt das 1,66-fache; wenn die Geschwindigkeit 0,9c erreicht, ist der Zeitdilatationseffekt 2,29-mal so groß; Wenn die Geschwindigkeit 0,99 c erreicht, ist der Zeitdilatationseffekt siebenmal so hoch. Wenn die Geschwindigkeit 0,9999999999999c erreicht, beträgt der Zeitdilatationseffekt das 7,07-Millionen-fache.

Dabei handelt es sich nicht mehr nur um eine Theorie oder Vermutung, sondern sie ist durch zahllose Beobachtungen und experimentelle Tests der Wissenschaftsgemeinde über mehr als 100 Jahre hinweg unwiderlegbar bewiesen worden. Diese Theorie hat in der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie und in unserem Leben breite Anwendung gefunden. Beispielsweise wäre die Satellitennavigation ohne Anpassungen mithilfe der Theorie der relativistischen Zeitdilatation unmöglich.

Unter der Verlangsamung der Uhr ist hier nicht nur die Verlangsamung der Uhrskala zu verstehen, sondern vielmehr die Verlangsamung des Wesens der Zeit.

Was ist die Substanz oder das Wesen der Zeit?

Die Zeit entspricht nicht dem Maßstab einer Uhr. Die Skala einer Uhr ist lediglich ein Zeitmessinstrument, das der Mensch auf Grundlage langjähriger Erfahrung und der natürlichen Bedingungen der Erde festgelegt hat. In der modernen Physik, das heißt unter den Bedingungen der Relativitätstheorie, sind Zeit, Raum und Materie eine Dreifaltigkeit, voneinander abhängig und können nicht unabhängig voneinander existieren.

Die Beziehung zwischen der Dreifaltigkeit ist: Der Raum ist der Behälter der Materie. Ohne diesen Behälter kann Materie nicht existieren und es wird keine Materie geben. Materie ist der Inhalt des Raumes. Ohne Materie ist der Raum leer, also ein absolutes Vakuum, und Zeit und Raum verschwinden gleichzeitig; Zeit ist die Grundlage und Aufzeichnung der Bewegung und Veränderung von Materie und ist eindimensional, d. h. jede Materie unterliegt Geburt, Alterung, Krankheit und Tod und ist eindimensional und kann nicht zurückblicken. Wenn die Zeit stehen bleibt, verschwinden Materie und Raum gleichzeitig.

Daraus können wir ersehen, dass die Zeit ein inhärentes Zeichen materieller Bewegung und räumlicher Veränderungen ist. Das heißt, wenn die Zeit langsamer vergeht, verlangsamt sich nicht nur die Uhr selbst, sondern auch die räumlichen Veränderungen der materiellen Bewegung werden deutlich langsamer. Die Uhrskala erfasst lediglich den Vorgang dieser Materialbewegung.

Das Wesen der Verlangsamung der Zeit im menschlichen Körper besteht darin, dass der Stoffwechsel langsamer wird, und das Anhalten der Zeit bedeutet, dass der Stoffwechsel stoppt.

Das klingt magisch, und gerade wegen dieser Magie unterstreicht diese Entdeckung Einsteins Größe noch einmal. Ausgehend von der Entdeckung der Lichtgeschwindigkeit entwickelte er eine Reihe von Theorien, darunter die spezielle Relativitätstheorie und die allgemeine Relativitätstheorie. Außerdem entdeckte er, dass das Wesen der Schwerkraft die durch die Masse verursachte Krümmung der Raumzeit ist.

Die Relativität von Raum und Zeit spiegelt sich nicht nur in der Geschwindigkeitszeitdilatation wider, sondern auch in der Gravitationszeitdilatation. Das heißt, je größer die Schwerkraft in der Umgebung ist, desto langsamer vergeht die Zeit, und in einem Schwarzen Loch steht die Zeit still.

Einstein warnte auch alle: Keine materielle Bewegung kann die Lichtgeschwindigkeit erreichen

Die Bewegung von Materie kann die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen und natürlich auch nicht überschreiten. Durch den Massenzunahmeeffekt gab Einstein eine Formel für die Beziehung zwischen Masse und Geschwindigkeit an: M=m/√[1-(v/c)^2], wobei M die kinetische Masse der Materie, m die Ruhemasse der Materie, v die Bewegungsgeschwindigkeit und c die Lichtgeschwindigkeit ist.

Nach dieser Formel ist die kinetische Masse (oder kinetische Energie) der Materie umso größer, je schneller sie sich bewegt. Wenn sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert, tendiert der Impuls der Materie gegen unendlich. Was ist Unendlichkeit? Das gesamte Universum ist endlich, aber wenn sich ein Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, wird es unendlich. Kann das Universum es enthalten? Das ist also ein Paradoxon.

Kein Teilchen kann die Lichtgeschwindigkeit erreichen, was durch unzählige Experimente und Beobachtungen von Wissenschaftlern bestätigt wurde. Im Large Hadron Collider beschleunigten Wissenschaftler einen Protonenstrahl mit enormer Energie auf 99,9998 % der Lichtgeschwindigkeit. Sein Energieniveau erreichte 7 Billionen Elektronenvolt, was der Geschwindigkeit eines Flugzeugträgers bei 20 Knoten entspricht. Seine kinetische Energie ist bereits erstaunlich.

Wenn wir an dieser Stelle nach diesem Prozentsatz eine 9 oder 1 hinzufügen, steigt die erforderliche Energie exponentiell an und am Ende wird es unmöglich sein, die Energie der Welt zu konzentrieren, um ein Teilchen schneller zu bewegen. Dies beweist, dass es für keine Substanz, egal wie schnell sie ist, möglich ist, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Sogar Billionen von Partikeln können auf der Spitze einer Nadel stehen, geschweige denn auf einem Raumschiff oder einem Menschen?

Daher wird sich die menschliche Illusion, ihre Lebensspanne durch den Einsatz von Raumfahrzeugen mit Lichtgeschwindigkeit zu verlängern, nie erfüllen. Bei der sogenannten Hochgeschwindigkeit, beispielsweise 1 % der Lichtgeschwindigkeit, also 3.000 Kilometern pro Sekunde, könnten zukünftige Raumfahrzeuge in der Lage sein, diese Geschwindigkeit zu erreichen.

Allerdings ist der Zeitdilatationseffekt bei dieser Geschwindigkeit extrem gering. Der Zeitdilatationseffekt beträgt gemäß der Formel etwa 1,00005, was bedeutet, dass die Zeit um 0,5 Zehntausendstel verlangsamt wird. Auf diese Weise verlängert sich die Lebenserwartung in einem Jahr um 1577,88 Sekunden, also etwa 0,44 Stunden. In 100 Jahren wird sich die Lebenserwartung dadurch nur um 44 Stunden verlängern, also um weniger als 2 Tage.

In einem Hochgeschwindigkeitsraumschiff überwiegen jedoch die Schäden, die dem Körper durch Strahlung, Schwerelosigkeit und andere Faktoren zugefügt werden, bei weitem den durch die Geschwindigkeit bedingten Langlebigkeitseffekt. Obwohl Astronauten beispielsweise in der Raumstation guten Schutz genießen, bleiben sie dort nur ein halbes oder ein ganzes Jahr und ihr Körper erleidet dabei schwere Schäden wie Osteoporose, Strahlenschäden usw. Nach der Rückkehr zur Erde dauert es lange, bis sie sich wieder allmählich erholen.

Träumen Sie also nicht von der Langlebigkeit von Raumfahrzeugen, die mit Lichtgeschwindigkeit fliegen können. Was denken Sie? Willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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