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无限接近光速飞行一光年大概需要多长时间?

首先咱们先厘清题目中的一个概念,按常规极限思想,“无限接近光速”的结果就是光速。

以光速飞行的东西是存在的,比如说光,就是以光速飞行。


要想知道光飞行一光年需要多少时间?只有两个答案:1年或0。至于到底是哪一答案,这要看是相对于谁的时间,是在什么参考系观察的结果。我们知道,1光年是个长度单位,它的意思就是光走一年的距离,大约是9.45万亿公里。由于光速不变原理,除了自身外,光相对于所有参考系都是光速,所以在任何参考系看来,光走1光年的距离都是1年的时间;可对于光自身来说,光走一光年的距离是不需要时间的。

对“无限接近光速”另类解读的答案

以上是把“无限接近光速”理解为光速飞行的回答。但常规极限思想未必适用于光及光速的情况,因为光及光速是宇宙及其规律的界限,甚至可以说是宇宙本质的东西,宇宙中的任何物理和数学规律的适用范围都不会超出这个界限。光速不变原理给物体的运动速度作了一个限制:任何静质量不为0的物体不能达到光速,或传递能量和信息的速度不能超过光速。这个意思就是,你可以无限接近光速,但永远不会达到光速,也就是说这个极限永远是达不到的。达不到极限光速,情况一切就不同了。当然了,讨论这种情况也看是相对于谁的时间。

无限接近光速小于光速,以这个速度飞行一光年距离,用的时间肯定稍大于1年。这个时间是谁的观察结果?无限接近光速飞行的这个速度相对于谁,就是谁的观察结果。比如这个飞行物相对于我们地球以无限接近光速飞行,


那在我们地球的人看来,它飞行一光年(这当然是相对地球静止的长度)需要1年多一点点,具体多少,要看无限的程度,而无限是个模糊概念,是无法具体描述的,总之是极为接近1年。那相对于这个无限接近光速的飞行物自身来说,飞行一光年的距离需要的时间是小于1年大于0的,越接近光速,需要的时间越少。这具体有个时间膨胀公式:
其中Δt'为无限接近光速飞行物的时间间隔,Δt为地球经历的时间间隔,C为光速,Ⅴ为飞行物的速度,这里为99.99……%C。从式中可以看出,当Ⅴ一>C时,根式一>0,Δt'一>0。越接近光速,时间越趋向于0。

当然,一光年距离对于这个无限接近光速的飞行物也变得不再是一光年,而是大大小于一光年,越接近光速,距离变得越短,这里也有一个尺缩公式,它们都是爱因斯坦狭义相对论中的结论,但由于与本题关系不大,这里不再赘述。

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