宇宙的旅行
A. 太阳系在宇宙中的旅行时间有多长
如果只在太阳系的范围里,太阳是固定不动的,地球和其他行星围绕着太阳不停地旋转,这样地球上才有一年四季的变化。
然而,在浩瀚的宇宙里,太阳率领它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝着武仙星座中的一点疾驶着。这一点叫作太阳向点,在天琴座的边界,离织女星不远。同时,太阳和银河系里的所有恒星都绕银河系中心做公转运动。太阳在银河系中以每秒250千米的速度绕银河系中心运动,大约2.5亿年转一周。若与人类相比,在人类的发展史上,100万年是一个很长的时期,可是太阳绕银河系中心才仅仅转1度多一点儿。
如果太阳诞生了50亿年,那么太阳率领它的家族才绕银河系中心转了大约20圈。可见太阳系在银河系中心旅行的时间是多么漫长啊!太阳系是一个庞大的家庭,太阳是家长,其他主要家庭成员是绕太阳运动的八大行星,它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,以及绕行星运动的众多卫星。另外,太阳系里还有许多彗星和3000多个小行星。这一切,在宇宙中犹如一幅神韵天成的壮丽图画。
若把太阳假设为一个直径为0.01米的小球,那么由太阳到水星的距离就是0.37米,到金星的距离是0.72米,到地球的距离是1米,到火星的距离是1.5米,到木星的距离是5米,到土星的距离是9米,到天王星的距离是19米,到海王星的距离是30米。整个太阳系的直径为80米,而实际上整个太阳系的直径大约是120亿千米。
太阳系的旅行
B. 关于宇宙旅行能延长寿命如何解释
双生子悖论 双生子佯谬
双生子佯谬 twin paradox
狭义相对论中关于时间延缓的一个似是而非的疑难。按照狭义相对论,运动的时钟走得较慢是时间的性质,一切与时间有关的过程都因运动而变慢,变慢的效应是相对的。于是有人设想一次假想的宇宙航行,双生子甲乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行,双生子乙则留在地球上,经过若干年飞船返回地球。按地球上的乙看来,甲处于运动之中,甲的生命过程进行得缓慢,则甲比乙年轻;而按飞船上的甲看来,乙是运动的,则乙比较年轻。重返相遇的比较,结果应该是唯一的,似乎狭义相对论遇到无法克服的难题。
事实上双生子佯谬并不存在。狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论。甲和乙所处的参考系并不都是惯性系,乙是近似的惯性系,乙推论甲比较年轻是正确的;而甲是非惯性系,狭义相对论不适用,甲不能推论乙比较年轻。其实根据广义相对论,或者甚至勿须用广义相对论,设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程:很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速,按照狭义相对论,仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性,可以得出无论从甲或乙分析,结论是相同的,都是飞船上的甲要比乙更年轻。乙留在地面等待甲,甲乘飞船作太空旅行,甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速,都是相对于乙所在的惯性系而言的,所以这些过程没有什么附加的特殊效应,又因这些过程的时间都很短,所以可以将其忽略;而认为甲及其所乘坐的飞船静止不动,乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时,乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速,是相对于甲所处的非惯性系而言的。按照广义相对论的等效原理,相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场,虽然甲和乙都处在这一引力场中,但因他们在引力场中所处的位置不同,因而引力场对他们的影响也就不同。在乙启动及减速降落时,甲和乙距离较近,他们的引力场势相差不大,引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大,所以仍可将这部分较短的时间忽略。而在乙调头时,由于甲和乙的距离非常遥远,这时乙的引力场势远高于甲,它使乙的时间比甲流逝得要快的多,或者反过来说,它使甲的时间比乙流逝得要慢的多。这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响,使乙飞行归来与甲会合时,乙仍然要比甲变老了。所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的。运用广义相对论进行计算的结果,可知乙飞行归来与甲会合时,甲仍然是21岁,而乙是90多岁。 1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验,让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点,实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长。
1905年9月,德国《物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文,它宣告了狭义相对论假说的问世。正是这篇看似很普通的论文,建立了全新的时空观念,并向明显简单的同时性观念提出了挑战。我们知道由爱因斯坦狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应。在1911年4月波隆哲学大会上,法国物理学家P.朗之万用双生子实验对狭义相对论的时间膨胀效应提出了质疑,设想的实验是这样的:一对双胞胎,一个留在地球上,另一个乘坐火箭到太空旅行。飞行速度接近光速,在太空旅行的双胞胎回到地球时只不过两岁,而他的兄弟早已死去了,因为地球上已经过了200年了。这就是著名的双生子详谬。双生子佯谬说明狭义相对论在逻辑自恰性上还存在不完善的地方。本文正是以时间膨胀效应为线索对狭义相对论做进一步的探讨,分析双生子佯谬产生的原因。
首先让我们来看一个例子。假设我们一家来到了美国科学家伽莫夫笔下汤普金斯先生曾经梦游过的城市,在这座城市里由于速度极限(光速)很低,所以相对论效应非常显著。来到这座城市后,我们进了一家瑞士钟表店,每人选了自己喜欢的一块表并要求营业员把三块表的时间调成一致。随后,我们来到了一家游乐园,其中一个游乐项目是乘坐光速飞车,其实飞车的速度并没有达到光速。我站在起点A处,帮儿子把安全带系牢,儿子高兴地坐在A点的光速飞车里。我妻子站在终点B处,A与B之间的距离为L。车马上要出发了,我下意识地对了一下自己和儿子的表,时间一分一秒都不差。抬头再看终点处妻子的表,我发现妻子的表比我的表慢了一些。来不及多想车已经象离弦的箭一样冲了出去。我突然发现儿子的表越走越慢,当然是相对我的表而言,最后到达终点时与我妻子的表一致了。看来瑞士表的质量也不怎么样,我打算玩完回去后把表给退了。在回来的路上我看了一眼妻子和儿子的表,奇怪!怎么我们的表显示的时间分秒不差,我明明看见他们俩的表比我的慢了呀!我把我的发现告诉了我的妻子,她说她也觉得挺奇怪的,但是与我所说的现象稍有些不同。在终点处,她发现我和儿子的手表都比她的表慢了,但当儿子乘坐飞车向她驶来时,儿子的表却变得越来越快,最后到达终点时竟与她的表一致了。这时候儿子也加入了我们的谈话,他告诉了我他的发现,他是这样描述的,在起点处他发现爸爸的表跟他的表时间是一致的,妈妈的表走得比他的慢,当车运动起来后,爸爸的表变慢了而妈妈的表比原来快了,最后当他到达终点时妈妈的表与他的表又一致了。
从上面这个例子中,我们看到由于三个人所处的状态不同,得出的结论也大相径庭。但都有一个共同的特点,就是每个人都是以他本人的时间为基准作出判断的。我们知道光速是有限的,光在空间运行是需要时间的。当所研究的对象涉及到空间大尺度范围或当物体运动的速度大到可以与光速相提并论时,光通过空间两点所需的时间就不能不考虑进来,这样通常在小尺度低速度情况下被认为是同时发生的两个事件就不能再认为是同时的了。爱因斯坦也正是从时间的同时性入手,提出了狭义相对论。在我们生活的宇宙中,时间是非物质的量,它是为了描述物体运动而人为引进的一个物理概念。经典物理对时间是这样定义的“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地,与任何其他外界事物无关地流逝着”。这一定义在研究空间小尺度范围或低速运动的物体时,无疑是正确的,因为它暗含这样一个概念即时间的同时性是绝对。但在研究空间大尺度范围或高速运动的物体时,这一定义是否仍然有效,取决于对时间的同时性是如何定义的,同时还要看空间两点两个事件发生的时间是如何记录的。
假设有两个完全一样的钟被放置在AB两地。我们可采用中点对钟法将两地的钟校准。我们说发生在AB两地的两个事件是同时的,如果AB两地的钟所指示的时间是一样的话。这个结论暗含有这样一个条件即在AB两地分别有两个观察者记录本地事件发生的时间,然后再将两个时间进行对比,判断这两个事件是否是同时发生的,判断的结果与AB两地的位置无关。从这个意义上说时间的同时性是绝对的。我们再看另一种情况,我们仍采用同样的方法将AB两地的钟校准。从A点观察AB两地同时发生的两个事件,得到的结论是A地的事件先于B地的事件,相差的时间与两地之间的距离有关。同理,从B点观察AB两地同时发生的两个事件,得到的结论则是B地的事件先于A地的事件。按照这个结论,时间的同时性又是相对的。所以说时间的同时性是相对的还是绝对的完全取决于时间是如何测量的。狭义相对论所涉及的是后一种情况。
运动物体的情况又如何呢?假设有一枚火箭从A点运动到B点。火箭上装有校对好的时钟。我们仍采用中点对钟法在AB两点之间A1、A2、A3...放置一系列校对好的时钟,并在A1、A2、A3...的每一个位置上都设有一个观察员记录火箭经过的时间。一切就绪火箭出发了。在A点的观察员立刻发现火箭上的钟变得越来越慢了,时间变慢的速度与火箭的速度有关。而据A1、A2、A3...的观察员报告,火箭在通过他们所在的位置时,火箭上钟的指示与本地钟的指示是一样的。而在B点观察员则发现,在火箭未出发前,火箭上钟的指示已经比B点的时间慢了一些,但随着火箭逐渐接近,火箭上的时钟却变得越来越快,当到达B点时竟然与B点的时钟是一样的。如果在火箭里也有一个观察员,他会得到这样的结论即当火箭运动起来后,A点的钟变慢了,B点的钟变快了而沿途所经过的钟所指示的时间与火箭上的时间是一致的。在上面的例子中,火箭相对于A和B的运动方向是不同的,所以从A点和B点观察的结果也应是不同的,相对于A点时间是变慢了,相对于B点时间是变快了。时间是变快了还是变慢了取决于观察者与被观察的物体之间的距离是增加还是减少了,变快变慢的速度与两个物体之间的相对运动速度有关。下面我们将定量的分析上面的例子。
我们仍用上面所举火箭的例子,将两个校准好的时钟分别放置在AB两地。火箭以速度V从A点向B点运动。AB两点之间的距离为S。令ΔT1为火箭经过AB两点时,在AB两点的观察员所记录的时间之差。令ΔT2为在A点的观察员记录火箭经过AB两点的时间差。当物体达到B点时,光返回A点所需的时间为AB之间的距离S除以光速C。根据以上条件,我们可以得到:
ΔT2-ΔT1= S/C (1)
S=V×ΔT1 (2)
将(2)式代入(1)经过整理后得到;
ΔT1=ΔT2÷(1+V/C) (3)
分析(3)式我们可以看出,当火箭运动的速度V=C时,ΔT2=2×ΔT1;当火箭运动的速度V<<C时,ΔT1≈ΔT2,由于1+V/C≥1,所以ΔT2≥ΔT1。我们得到一个结论,火箭上的时间变慢了即时间膨胀,当然这是从A点观察所得到的结论。如果从B点观察,结论又是怎样呢?我们仍然令ΔT1为火箭经过AB两点时,在AB两点的观察员所记录的时间之差,ΔT2为在B点的观察员记录的火箭从A点到B点的时间差,光从A点到B点所需的时间为S/C。与上面类似我们可以得到:
ΔT1-ΔT2= S/C (4)
S=V×ΔT1 (5)
将(5)式代入(4)经过整理得到:
ΔT1=ΔT2÷(1-V/C) (6)
从(6)式我们可以看出,当火箭运动的速度V=C时,ΔT2为零,也就是说当你看到火箭出发时,火箭已经到了你跟前了;当火箭运动的速度V<<C时,ΔT1≈ΔT2,由于等式1-V/C≤1,所以ΔT2≤ΔT1。所以我们又得出一个相反的结论,火箭的时间变快了即时间收缩了。
到目前为止,我们都是在基于光速不变这样一个前提下讨论问题的。光速不变假设是爱因斯坦从迈克尔逊-莫雷为证明以太存在所做的干涉实验的否定结果中得出的推论。在上面的讨论中,运动物体的速度V是这样得到的,在AB两地分别放置两个校准好的时钟,AB两地之间的距离为L。在A点记录物体出发的时刻,在B点记录物体到达的时刻,用两地之间的距离L除以两地所记录的时间差,就得到了运动物体的速度,这样计算的结果与两地之间的距离无关。当然还可以用另一种方法,在A点记录物体发出的时刻,在物体经过B点返回到A点时,记录物体到达的时刻,用两倍的距离L除以在A点记录的时间差,就得到运动物体的速度。这两种算法的结果是一样的。如果从A点来观察运动的物体在一去一回时速度是否是一样呢?用我们上面所得到的时间膨胀和时间收缩效应的结论,我们可以得出,物体在离开A点后,速度是变慢的,而当物体从B点返回时,速度又是变快的,当然这是从A点观察所得到的结果。
狭义相对论还存在另外一种效应即尺缩效应。可以采用同样的方法,证明运动物体的长度随观察者与运动物体之间的距离的减少,还存在长度伸长的效应。通过以上讨论,我们清楚了,同时性是相对的还是绝对的取决于观察时间的方法,离开这一点强调同时性是相对的还是绝对的是没有意义的。即使按照同时性是相对的观点,时间除了膨胀效应外,还应有收缩的效应,所以说双生子佯谬本身是不存在的。
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请大家特别注意的是:
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上述论述,与爱因斯坦相对论观点是不一致的。而与我下面论述是一致的。这样理解相对论,双生子悖论,确实不存在,但这样的相对论,需要修正爱因斯坦的相对论。
“美国科学家伽莫夫笔下汤普金斯先生曾经梦游过的城市”,我们不用管是一种慢光速,还是声速,原理是一样的。
如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
理想点以a倍光速远去,1秒钟远离a*C(光速)距离,在计时起位置要a秒传过来,到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者,观察者认为速度为a*C/(1+a),速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。
当a远小于1时,a*C/(1+a)可近似为a*C,也就是实际速度,当a接近于无穷大时,a*C/(1+a)可近似为C,也就是远离速度远小于测量速度时,测量速度可忽略不记,测量结果约等于真实速度;当远离速度远大于测量速度,测量结果约等于测量速度,也就是测量不到超过测量速度的远离情况。
无人会用爱因斯坦的方法,从物理原理上解释两参照系靠近时的相对论计算方法。下面我来解释一下应该怎样推导接近参照系的情况。
理想点以0.5倍声速靠近,在距离2声秒时作为记时0点,我们听到2秒时,远处的钟报距离2声秒,2.5秒时听到钟报距离是1.5声秒,3秒时,钟报距离是1声秒,3.5秒时,钟报距离是0.5声秒,4秒,我们与运动的钟相遇,报距离0声秒。
靠近的钟测量现象变快。
从算式中,我们明显看出,与爱因斯坦相对论不同。这样解释相对论现象,是允许运动速度超过光速的。也许真的需要修正爱因斯坦的相对论,才可以解决双生子悖论问题?
C. 太阳系在宇宙中是怎样旅行的
在太阳系的范围里,太阳是固定不动的,地球和其他行星围绕着太阳不停地旋转,这样地球上才有一年四季的变化。
然而,在浩瀚的宇宙中,太阳率领着它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝着武仙星座中的一点疾驶着。这一点叫做太阳向点,在天琴座的边界,离织女星不远。同时,太阳和银河系里的所有恒星,都绕银河系中心作公转运动。太阳在银河系中以每秒250千米的速度绕银河系中心运动,大约2.5亿年转一周。若与人类相比,在人类的发展史上,100万年是一个很长的时期,可是就这100万年,太阳绕银河系中心才仅仅转一度多一点。
如果太阳诞生了50亿年,那么,太阳率领它的家族才绕银河系中心转了大约20圈。可见太阳系在银河系中心旅行的时间是多么漫长啊!
太阳系是一个庞大的家庭,太阳是家长,其他主要家庭成员是绕太阳运动的八大行星,它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和绕行星运动的众多卫星。
另外,太阳系里还有许多彗星以及3000个小行星。这一切,在宇宙中犹如一幅神韵天成的壮丽图画。
若把太阳假设为一个直径0.01米的小球,那么由太阳到水星的距离就是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,整个太阳系的直径为80米。而实际上整个太阳系的直径大约是120亿千米。
太阳是太阳系的母星,太阳也是太阳系里唯一会发光的恒星,也是最主要和最重要的成员,它是太阳系中最大的天体。
D. 宇宙旅行最早的国家
私人太空游,并不是民间机构的首创,2001年,世界上唯一一个提供太空轨内道观光飞行的政府机容构——俄罗斯联邦航天署将美国富商丹尼斯·蒂托送上太空,让后者成为人类首位太空游客。然而,蒂托为了这次太空飞行花费了2000万美元。
太空游项目始于2001年4月30日。一些商业太空探险公司,如Elon Musk建立的SpaceX公司、荷兰SXC(Space Expedition Corporation)太空旅行公司、理查德·布兰森建立的维珍银河太空探险公司,致力于降低太空旅行的价格,实现普通人的太空旅行之梦。
E. 宇宙有多大 超震撼宇宙旅行1080P高清
建议你去VR店体验VR宏伟的宇宙
F. 人类在宇宙旅行的方法有哪些
目前只有一种 ,你知我知 ,就是化学火箭 ,靠 燃烧大量燃料 所产生的副作用(推力版) 飞行 半个世权纪内 必将使用的有几种 1; 聚变发动机 ,通过核聚变 在 喷口尾部产生推力 由于 目前 人类 只能控制核裂变 ,核聚变的能量太大 只能用作核弹 ,在未来 还有待发展 2;离子发动机 ,这个 是目前来说最可行的 ,十年左右 普及 ,这种 发动机 耗能小 且 比冲 极大!,比化学火箭 高出100倍至1000倍!在加速 五年的情况下 它 的 速度可以达到 光速的 三万五千分之一 ,别小看这速度 ,你用 三十万 除以这个数看看,其他的 ,目前 真的没什么了 ,要是 说未来 ,行星、恒星 级的 旅行 只能靠 光速飞船了.,甚至 需要超光速 .要是 星系 、星云 级的旅行 恐怕只能 依靠 星门了 ,星门类似虫洞 ,可以从一点 瞬间到达另一点 ,速度 无限大!
G. 太阳系怎样在宇宙中旅行
如果只在太阳系的范围里,太阳是固定不动的,地球和其他行星围绕着太阳不停地旋转,这样地球上才有一年四季的变化。
然而,在浩瀚的宇宙里,太阳率领它的家族——八大行星,正以每秒19.7千米的速度朝着武仙星座中的一点疾驶着。这一点叫作太阳向点,在天琴座的边界,离织女星不远。同时,太阳和银河系里的所有恒星,都绕银河系中心作公转运动。
太阳在银河系中以每秒250千米的速度绕银河系中心运动,大约2.6亿年转一周。若与人类相比,在人类的发展史上,100万年是一个很长的时期,可是就这100万年,太阳绕银河系中心才仅仅转了一度多一点。
如果太阳诞生50亿年,那么太阳率领它的家族才绕银河系中心转了约20圈。可见太阳系在银河系中旅行时间是多么漫长啊!太阳系是一个庞大家庭,太阳是太阳系母星,是太阳系里唯一会发光的恒星,太阳是家长,其他主要家庭成员是绕太阳运动的八大行星,它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
H. 旅行到宇宙边缘这片子太震撼了!猜猜多少年到宇宙边缘
现在的科技还没有找到宇宙的边缘,也就是宇宙是无限大的,你想多远就有多远。
站在地球上,无论朝哪个方向看,都是一样远。站在其他星球上看,也是同样的结果。这就是各向同性原理,由于各向同性,我们地球所在的位置,既可以说在宇宙中心地带,也可以说在宇宙边缘地带。所以,不妨说我们地球人现在就在宇宙边缘地带,这与说地球在宇宙中心地带没有矛盾。
I. 《宇宙旅行》的观后感
“我”是一颗恒星
人类居住的地球只是无限宇宙中的一个小世界,小到尘埃都不如.而人类却自以为自己生存的三分地就是世界的全部,可见作为“低等生物”的人类的眼光是多么的局限.
换言之,宇宙中,除了人类这种具有智慧的生物外肯定还有其他形式的智慧形体,但不一定是以我们人类一般所理解的生命形式存在,或是以星体的状态存在.也就是说,人类看不见的灵魂,或许在离开人体后上升到宇宙,然后继续以星体的形式存在.物质世界中有大小的区别,而在灵魂的世界中或许根本没大小的区别.
每颗恒星管辖着自己的星系,星系就是它的身体.幻想我就是一颗恒星,运行在自己的轨道里有着自己的生活,但这种生活是人类这种生物所无法理解的,是另一个次元的.
我是一颗恒星我会面对什么?
首先我会面对自己星系内的各种天体,比如行星,我是他们的生命源泉,奉献我的光辉,注视着自己的星系内部诞生新的行星,以及发生在行星上的各种事情.或许让自己星系上的行星产生生命就是我的最大使命,听上去我真和上帝一样了.
于是想到,古代人类最早崇拜的神就是太阳,太阳的一切活动都是有意识的,正是太阳的意识行为造就了太阳系内的一切,包括地球上的一切生命.太阳是太阳系的意识源泉和一切能量的提供者,换言之是太阳系内的造物主和上帝.
当然,恒星也有它的诞生和死亡,也和生命一样有它自己的周期以及行为、活动甚至是感情.恒星死亡后去了哪里?会不会变成比如人类这样的生物来体验一下另类的生存方式呢?