宇宙的旅行
A. 太陽系在宇宙中的旅行時間有多長
如果只在太陽系的范圍里,太陽是固定不動的,地球和其他行星圍繞著太陽不停地旋轉,這樣地球上才有一年四季的變化。
然而,在浩瀚的宇宙里,太陽率領它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝著武仙星座中的一點疾駛著。這一點叫作太陽向點,在天琴座的邊界,離織女星不遠。同時,太陽和銀河系裡的所有恆星都繞銀河系中心做公轉運動。太陽在銀河系中以每秒250千米的速度繞銀河系中心運動,大約2.5億年轉一周。若與人類相比,在人類的發展史上,100萬年是一個很長的時期,可是太陽繞銀河系中心才僅僅轉1度多一點兒。
如果太陽誕生了50億年,那麼太陽率領它的家族才繞銀河系中心轉了大約20圈。可見太陽系在銀河系中心旅行的時間是多麼漫長啊!太陽系是一個龐大的家庭,太陽是家長,其他主要家庭成員是繞太陽運動的八大行星,它們是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,以及繞行星運動的眾多衛星。另外,太陽系裡還有許多彗星和3000多個小行星。這一切,在宇宙中猶如一幅神韻天成的壯麗圖畫。
若把太陽假設為一個直徑為0.01米的小球,那麼由太陽到水星的距離就是0.37米,到金星的距離是0.72米,到地球的距離是1米,到火星的距離是1.5米,到木星的距離是5米,到土星的距離是9米,到天王星的距離是19米,到海王星的距離是30米。整個太陽系的直徑為80米,而實際上整個太陽系的直徑大約是120億千米。
太陽系的旅行
B. 關於宇宙旅行能延長壽命如何解釋
雙生子悖論 雙生子佯謬
雙生子佯謬 twin paradox
狹義相對論中關於時間延緩的一個似是而非的疑難。按照狹義相對論,運動的時鍾走得較慢是時間的性質,一切與時間有關的過程都因運動而變慢,變慢的效應是相對的。於是有人設想一次假想的宇宙航行,雙生子甲乘高速飛船到遠方宇宙空間去旅行,雙生子乙則留在地球上,經過若干年飛船返回地球。按地球上的乙看來,甲處於運動之中,甲的生命過程進行得緩慢,則甲比乙年輕;而按飛船上的甲看來,乙是運動的,則乙比較年輕。重返相遇的比較,結果應該是唯一的,似乎狹義相對論遇到無法克服的難題。
事實上雙生子佯謬並不存在。狹義相對論是關於慣性系之間的時空理論。甲和乙所處的參考系並不都是慣性系,乙是近似的慣性系,乙推論甲比較年輕是正確的;而甲是非慣性系,狹義相對論不適用,甲不能推論乙比較年輕。其實根據廣義相對論,或者甚至勿須用廣義相對論,設想一個甲相對乙作變速運動的特殊過程:很快加速-勻速-很快減速然後反向很快加速-勻速-很快減速,按照狹義相對論,仔細考慮其中的時間延緩和同時性的相對性,可以得出無論從甲或乙分析,結論是相同的,都是飛船上的甲要比乙更年輕。乙留在地面等待甲,甲乘飛船作太空旅行,甲所乘坐的飛船在啟動、調頭、減速降落這些過程的加速、減速,都是相對於乙所在的慣性系而言的,所以這些過程沒有什麼附加的特殊效應,又因這些過程的時間都很短,所以可以將其忽略;而認為甲及其所乘坐的飛船靜止不動,乙在飛離甲及甲所乘坐的飛船時,乙在啟動、調頭、減速這些過程的加速、減速,是相對於甲所處的非慣性系而言的。按照廣義相對論的等效原理,相當於考察乙的運動的參考系中有一個引力場,雖然甲和乙都處在這一引力場中,但因他們在引力場中所處的位置不同,因而引力場對他們的影響也就不同。在乙啟動及減速降落時,甲和乙距離較近,他們的引力場勢相差不大,引力場對他們時間的流逝的影響也相差不大,所以仍可將這部分較短的時間忽略。而在乙調頭時,由於甲和乙的距離非常遙遠,這時乙的引力場勢遠高於甲,它使乙的時間比甲流逝得要快的多,或者反過來說,它使甲的時間比乙流逝得要慢的多。這一影響超過了乙相對於甲勻速運動期間速度v對時間的影響,使乙飛行歸來與甲會合時,乙仍然要比甲變老了。所以乙調頭這一過程在考慮「雙生子佯謬」問題時是不能忽略的。運用廣義相對論進行計算的結果,可知乙飛行歸來與甲會合時,甲仍然是21歲,而乙是90多歲。 1966年用μ子作了一個類似於雙生子旅遊的實驗,讓μ子沿一直徑為14米的圓環運動再回到出發點,實驗結果表明運動的μ子的確比靜止的μ子壽命更長。
1905年9月,德國《物理年鑒》雜志刊登了一篇《關於運動物體的電動力學》的論文,它宣告了狹義相對論假說的問世。正是這篇看似很普通的論文,建立了全新的時空觀念,並向明顯簡單的同時性觀念提出了挑戰。我們知道由愛因斯坦狹義相對論可以得出運動的物體存在時間膨脹效應。在1911年4月波隆哲學大會上,法國物理學家P.朗之萬用雙生子實驗對狹義相對論的時間膨脹效應提出了質疑,設想的實驗是這樣的:一對雙胞胎,一個留在地球上,另一個乘坐火箭到太空旅行。飛行速度接近光速,在太空旅行的雙胞胎回到地球時只不過兩歲,而他的兄弟早已死去了,因為地球上已經過了200年了。這就是著名的雙生子詳謬。雙生子佯謬說明狹義相對論在邏輯自恰性上還存在不完善的地方。本文正是以時間膨脹效應為線索對狹義相對論做進一步的探討,分析雙生子佯謬產生的原因。
首先讓我們來看一個例子。假設我們一家來到了美國科學家伽莫夫筆下湯普金斯先生曾經夢游過的城市,在這座城市裡由於速度極限(光速)很低,所以相對論效應非常顯著。來到這座城市後,我們進了一家瑞士鍾錶店,每人選了自己喜歡的一塊表並要求營業員把三塊表的時間調成一致。隨後,我們來到了一家游樂園,其中一個游樂項目是乘坐光速飛車,其實飛車的速度並沒有達到光速。我站在起點A處,幫兒子把安全帶系牢,兒子高興地坐在A點的光速飛車里。我妻子站在終點B處,A與B之間的距離為L。車馬上要出發了,我下意識地對了一下自己和兒子的表,時間一分一秒都不差。抬頭再看終點處妻子的表,我發現妻子的表比我的錶慢了一些。來不及多想車已經象離弦的箭一樣沖了出去。我突然發現兒子的表越走越慢,當然是相對我的表而言,最後到達終點時與我妻子的表一致了。看來瑞士表的質量也不怎麼樣,我打算玩完回去後把表給退了。在回來的路上我看了一眼妻子和兒子的表,奇怪!怎麼我們的表顯示的時間分秒不差,我明明看見他們倆的表比我的慢了呀!我把我的發現告訴了我的妻子,她說她也覺得挺奇怪的,但是與我所說的現象稍有些不同。在終點處,她發現我和兒子的手錶都比她的錶慢了,但當兒子乘坐飛車向她駛來時,兒子的表卻變得越來越快,最後到達終點時竟與她的表一致了。這時候兒子也加入了我們的談話,他告訴了我他的發現,他是這樣描述的,在起點處他發現爸爸的表跟他的表時間是一致的,媽媽的表走得比他的慢,當車運動起來後,爸爸的表變慢了而媽媽的表比原來快了,最後當他到達終點時媽媽的表與他的表又一致了。
從上面這個例子中,我們看到由於三個人所處的狀態不同,得出的結論也大相徑庭。但都有一個共同的特點,就是每個人都是以他本人的時間為基準作出判斷的。我們知道光速是有限的,光在空間運行是需要時間的。當所研究的對象涉及到空間大尺度范圍或當物體運動的速度大到可以與光速相提並論時,光通過空間兩點所需的時間就不能不考慮進來,這樣通常在小尺度低速度情況下被認為是同時發生的兩個事件就不能再認為是同時的了。愛因斯坦也正是從時間的同時性入手,提出了狹義相對論。在我們生活的宇宙中,時間是非物質的量,它是為了描述物體運動而人為引進的一個物理概念。經典物理對時間是這樣定義的「絕對的、真正的和數學的時間自身在流逝著,而且由於其本性而在均勻地,與任何其他外界事物無關地流逝著」。這一定義在研究空間小尺度范圍或低速運動的物體時,無疑是正確的,因為它暗含這樣一個概念即時間的同時性是絕對。但在研究空間大尺度范圍或高速運動的物體時,這一定義是否仍然有效,取決於對時間的同時性是如何定義的,同時還要看空間兩點兩個事件發生的時間是如何記錄的。
假設有兩個完全一樣的鍾被放置在AB兩地。我們可採用中點對鍾法將兩地的鍾校準。我們說發生在AB兩地的兩個事件是同時的,如果AB兩地的鍾所指示的時間是一樣的話。這個結論暗含有這樣一個條件即在AB兩地分別有兩個觀察者記錄本地事件發生的時間,然後再將兩個時間進行對比,判斷這兩個事件是否是同時發生的,判斷的結果與AB兩地的位置無關。從這個意義上說時間的同時性是絕對的。我們再看另一種情況,我們仍採用同樣的方法將AB兩地的鍾校準。從A點觀察AB兩地同時發生的兩個事件,得到的結論是A地的事件先於B地的事件,相差的時間與兩地之間的距離有關。同理,從B點觀察AB兩地同時發生的兩個事件,得到的結論則是B地的事件先於A地的事件。按照這個結論,時間的同時性又是相對的。所以說時間的同時性是相對的還是絕對的完全取決於時間是如何測量的。狹義相對論所涉及的是後一種情況。
運動物體的情況又如何呢?假設有一枚火箭從A點運動到B點。火箭上裝有校對好的時鍾。我們仍採用中點對鍾法在AB兩點之間A1、A2、A3...放置一系列校對好的時鍾,並在A1、A2、A3...的每一個位置上都設有一個觀察員記錄火箭經過的時間。一切就緒火箭出發了。在A點的觀察員立刻發現火箭上的鍾變得越來越慢了,時間變慢的速度與火箭的速度有關。而據A1、A2、A3...的觀察員報告,火箭在通過他們所在的位置時,火箭上鍾的指示與本地鍾的指示是一樣的。而在B點觀察員則發現,在火箭未出發前,火箭上鍾的指示已經比B點的時間慢了一些,但隨著火箭逐漸接近,火箭上的時鍾卻變得越來越快,當到達B點時竟然與B點的時鍾是一樣的。如果在火箭里也有一個觀察員,他會得到這樣的結論即當火箭運動起來後,A點的鍾變慢了,B點的鍾變快了而沿途所經過的鍾所指示的時間與火箭上的時間是一致的。在上面的例子中,火箭相對於A和B的運動方向是不同的,所以從A點和B點觀察的結果也應是不同的,相對於A點時間是變慢了,相對於B點時間是變快了。時間是變快了還是變慢了取決於觀察者與被觀察的物體之間的距離是增加還是減少了,變快變慢的速度與兩個物體之間的相對運動速度有關。下面我們將定量的分析上面的例子。
我們仍用上面所舉火箭的例子,將兩個校準好的時鍾分別放置在AB兩地。火箭以速度V從A點向B點運動。AB兩點之間的距離為S。令ΔT1為火箭經過AB兩點時,在AB兩點的觀察員所記錄的時間之差。令ΔT2為在A點的觀察員記錄火箭經過AB兩點的時間差。當物體達到B點時,光返回A點所需的時間為AB之間的距離S除以光速C。根據以上條件,我們可以得到:
ΔT2-ΔT1= S/C (1)
S=V×ΔT1 (2)
將(2)式代入(1)經過整理後得到;
ΔT1=ΔT2÷(1+V/C) (3)
分析(3)式我們可以看出,當火箭運動的速度V=C時,ΔT2=2×ΔT1;當火箭運動的速度V<<C時,ΔT1≈ΔT2,由於1+V/C≥1,所以ΔT2≥ΔT1。我們得到一個結論,火箭上的時間變慢了即時間膨脹,當然這是從A點觀察所得到的結論。如果從B點觀察,結論又是怎樣呢?我們仍然令ΔT1為火箭經過AB兩點時,在AB兩點的觀察員所記錄的時間之差,ΔT2為在B點的觀察員記錄的火箭從A點到B點的時間差,光從A點到B點所需的時間為S/C。與上面類似我們可以得到:
ΔT1-ΔT2= S/C (4)
S=V×ΔT1 (5)
將(5)式代入(4)經過整理得到:
ΔT1=ΔT2÷(1-V/C) (6)
從(6)式我們可以看出,當火箭運動的速度V=C時,ΔT2為零,也就是說當你看到火箭出發時,火箭已經到了你跟前了;當火箭運動的速度V<<C時,ΔT1≈ΔT2,由於等式1-V/C≤1,所以ΔT2≤ΔT1。所以我們又得出一個相反的結論,火箭的時間變快了即時間收縮了。
到目前為止,我們都是在基於光速不變這樣一個前提下討論問題的。光速不變假設是愛因斯坦從邁克爾遜-莫雷為證明以太存在所做的干涉實驗的否定結果中得出的推論。在上面的討論中,運動物體的速度V是這樣得到的,在AB兩地分別放置兩個校準好的時鍾,AB兩地之間的距離為L。在A點記錄物體出發的時刻,在B點記錄物體到達的時刻,用兩地之間的距離L除以兩地所記錄的時間差,就得到了運動物體的速度,這樣計算的結果與兩地之間的距離無關。當然還可以用另一種方法,在A點記錄物體發出的時刻,在物體經過B點返回到A點時,記錄物體到達的時刻,用兩倍的距離L除以在A點記錄的時間差,就得到運動物體的速度。這兩種演算法的結果是一樣的。如果從A點來觀察運動的物體在一去一回時速度是否是一樣呢?用我們上面所得到的時間膨脹和時間收縮效應的結論,我們可以得出,物體在離開A點後,速度是變慢的,而當物體從B點返回時,速度又是變快的,當然這是從A點觀察所得到的結果。
狹義相對論還存在另外一種效應即尺縮效應。可以採用同樣的方法,證明運動物體的長度隨觀察者與運動物體之間的距離的減少,還存在長度伸長的效應。通過以上討論,我們清楚了,同時性是相對的還是絕對的取決於觀察時間的方法,離開這一點強調同時性是相對的還是絕對的是沒有意義的。即使按照同時性是相對的觀點,時間除了膨脹效應外,還應有收縮的效應,所以說雙生子佯謬本身是不存在的。
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請大家特別注意的是:
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上述論述,與愛因斯坦相對論觀點是不一致的。而與我下面論述是一致的。這樣理解相對論,雙生子悖論,確實不存在,但這樣的相對論,需要修正愛因斯坦的相對論。
「美國科學家伽莫夫筆下湯普金斯先生曾經夢游過的城市」,我們不用管是一種慢光速,還是聲速,原理是一樣的。
如果一個鍾,以0.5倍聲速從原點遠去,我們會聽到什麼現象呢?
一秒鍾時,它距離原點0.5聲秒距離報1秒,但這個事件我們在原點聽見,需要再過0.5秒,於是我們發現,在本地鍾1.5秒時,遠處的鍾報1秒,本地鍾3秒時,遠離的鍾報2秒,也就是我們在忽略測量時間時,誤以為遠去的鍾慢了。而且速度越快,鍾慢得越厲害。
理想點以a倍光速遠去,1秒鍾遠離a*C(光速)距離,在計時起位置要a秒傳過來,到達a*C的事件將在a+1秒傳到觀察者,觀察者認為速度為a*C/(1+a),速度永遠小於光速。a為1時看到以1/2C遠離。
當a遠小於1時,a*C/(1+a)可近似為a*C,也就是實際速度,當a接近於無窮大時,a*C/(1+a)可近似為C,也就是遠離速度遠小於測量速度時,測量速度可忽略不記,測量結果約等於真實速度;當遠離速度遠大於測量速度,測量結果約等於測量速度,也就是測量不到超過測量速度的遠離情況。
無人會用愛因斯坦的方法,從物理原理上解釋兩參照系靠近時的相對論計算方法。下面我來解釋一下應該怎樣推導接近參照系的情況。
理想點以0.5倍聲速靠近,在距離2聲秒時作為記時0點,我們聽到2秒時,遠處的鍾報距離2聲秒,2.5秒時聽到鍾報距離是1.5聲秒,3秒時,鍾報距離是1聲秒,3.5秒時,鍾報距離是0.5聲秒,4秒,我們與運動的鍾相遇,報距離0聲秒。
靠近的鍾測量現象變快。
從算式中,我們明顯看出,與愛因斯坦相對論不同。這樣解釋相對論現象,是允許運動速度超過光速的。也許真的需要修正愛因斯坦的相對論,才可以解決雙生子悖論問題?
C. 太陽系在宇宙中是怎樣旅行的
在太陽系的范圍里,太陽是固定不動的,地球和其他行星圍繞著太陽不停地旋轉,這樣地球上才有一年四季的變化。
然而,在浩瀚的宇宙中,太陽率領著它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝著武仙星座中的一點疾駛著。這一點叫做太陽向點,在天琴座的邊界,離織女星不遠。同時,太陽和銀河系裡的所有恆星,都繞銀河系中心作公轉運動。太陽在銀河系中以每秒250千米的速度繞銀河系中心運動,大約2.5億年轉一周。若與人類相比,在人類的發展史上,100萬年是一個很長的時期,可是就這100萬年,太陽繞銀河系中心才僅僅轉一度多一點。
如果太陽誕生了50億年,那麼,太陽率領它的家族才繞銀河系中心轉了大約20圈。可見太陽系在銀河系中心旅行的時間是多麼漫長啊!
太陽系是一個龐大的家庭,太陽是家長,其他主要家庭成員是繞太陽運動的八大行星,它們是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和繞行星運動的眾多衛星。
另外,太陽系裡還有許多彗星以及3000個小行星。這一切,在宇宙中猶如一幅神韻天成的壯麗圖畫。
若把太陽假設為一個直徑0.01米的小球,那麼由太陽到水星的距離就是0.37米,到金星是0.72米,到地球是1米,到火星是1.5米,到木星是5米,到土星是9米,到天王星是19米,到海王星是30米,整個太陽系的直徑為80米。而實際上整個太陽系的直徑大約是120億千米。
太陽是太陽系的母星,太陽也是太陽系裡唯一會發光的恆星,也是最主要和最重要的成員,它是太陽系中最大的天體。
D. 宇宙旅行最早的國家
私人太空游,並不是民間機構的首創,2001年,世界上唯一一個提供太空軌內道觀光飛行的政府機容構——俄羅斯聯邦航天署將美國富商丹尼斯·蒂托送上太空,讓後者成為人類首位太空遊客。然而,蒂托為了這次太空飛行花費了2000萬美元。
太空游項目始於2001年4月30日。一些商業太空探險公司,如Elon Musk建立的SpaceX公司、荷蘭SXC(Space Expedition Corporation)太空旅行公司、理查德·布蘭森建立的維珍銀河太空探險公司,致力於降低太空旅行的價格,實現普通人的太空旅行之夢。
E. 宇宙有多大 超震撼宇宙旅行1080P高清
建議你去VR店體驗VR宏偉的宇宙
F. 人類在宇宙旅行的方法有哪些
目前只有一種 ,你知我知 ,就是化學火箭 ,靠 燃燒大量燃料 所產生的副作用(推力版) 飛行 半個世權紀內 必將使用的有幾種 1; 聚變發動機 ,通過核聚變 在 噴口尾部產生推力 由於 目前 人類 只能控制核裂變 ,核聚變的能量太大 只能用作核彈 ,在未來 還有待發展 2;離子發動機 ,這個 是目前來說最可行的 ,十年左右 普及 ,這種 發動機 耗能小 且 比沖 極大!,比化學火箭 高出100倍至1000倍!在加速 五年的情況下 它 的 速度可以達到 光速的 三萬五千分之一 ,別小看這速度 ,你用 三十萬 除以這個數看看,其他的 ,目前 真的沒什麼了 ,要是 說未來 ,行星、恆星 級的 旅行 只能靠 光速飛船了.,甚至 需要超光速 .要是 星系 、星雲 級的旅行 恐怕只能 依靠 星門了 ,星門類似蟲洞 ,可以從一點 瞬間到達另一點 ,速度 無限大!
G. 太陽系怎樣在宇宙中旅行
如果只在太陽系的范圍里,太陽是固定不動的,地球和其他行星圍繞著太陽不停地旋轉,這樣地球上才有一年四季的變化。
然而,在浩瀚的宇宙里,太陽率領它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝著武仙星座中的一點疾駛著。這一點叫作太陽向點,在天琴座的邊界,離織女星不遠。同時,太陽和銀河系裡的所有恆星,都繞銀河系中心作公轉運動。
太陽在銀河系中以每秒250千米的速度繞銀河系中心運動,大約2.6億年轉一周。若與人類相比,在人類的發展史上,100萬年是一個很長的時期,可是就這100萬年,太陽繞銀河系中心才僅僅轉了一度多一點。
如果太陽誕生50億年,那麼太陽率領它的家族才繞銀河系中心轉了約20圈。可見太陽系在銀河系中旅行時間是多麼漫長啊!太陽系是一個龐大家庭,太陽是太陽系母星,是太陽系裡唯一會發光的恆星,太陽是家長,其他主要家庭成員是繞太陽運動的八大行星,它們是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
H. 旅行到宇宙邊緣這片子太震撼了!猜猜多少年到宇宙邊緣
現在的科技還沒有找到宇宙的邊緣,也就是宇宙是無限大的,你想多遠就有多遠。
站在地球上,無論朝哪個方向看,都是一樣遠。站在其他星球上看,也是同樣的結果。這就是各向同性原理,由於各向同性,我們地球所在的位置,既可以說在宇宙中心地帶,也可以說在宇宙邊緣地帶。所以,不妨說我們地球人現在就在宇宙邊緣地帶,這與說地球在宇宙中心地帶沒有矛盾。
I. 《宇宙旅行》的觀後感
「我」是一顆恆星
人類居住的地球只是無限宇宙中的一個小世界,小到塵埃都不如.而人類卻自以為自己生存的三分地就是世界的全部,可見作為「低等生物」的人類的眼光是多麼的局限.
換言之,宇宙中,除了人類這種具有智慧的生物外肯定還有其他形式的智慧形體,但不一定是以我們人類一般所理解的生命形式存在,或是以星體的狀態存在.也就是說,人類看不見的靈魂,或許在離開人體後上升到宇宙,然後繼續以星體的形式存在.物質世界中有大小的區別,而在靈魂的世界中或許根本沒大小的區別.
每顆恆星管轄著自己的星系,星系就是它的身體.幻想我就是一顆恆星,運行在自己的軌道里有著自己的生活,但這種生活是人類這種生物所無法理解的,是另一個次元的.
我是一顆恆星我會面對什麼?
首先我會面對自己星系內的各種天體,比如行星,我是他們的生命源泉,奉獻我的光輝,注視著自己的星系內部誕生新的行星,以及發生在行星上的各種事情.或許讓自己星繫上的行星產生生命就是我的最大使命,聽上去我真和上帝一樣了.
於是想到,古代人類最早崇拜的神就是太陽,太陽的一切活動都是有意識的,正是太陽的意識行為造就了太陽系內的一切,包括地球上的一切生命.太陽是太陽系的意識源泉和一切能量的提供者,換言之是太陽系內的造物主和上帝.
當然,恆星也有它的誕生和死亡,也和生命一樣有它自己的周期以及行為、活動甚至是感情.恆星死亡後去了哪裡?會不會變成比如人類這樣的生物來體驗一下另類的生存方式呢?