「一光年」這個定義裡的年是相對於誰來說的?

時間 2021-07-13 20:36:40

1樓:八一路飛機頭

當然是相對於地球來說的,因為這個定義就是地球人做出來的。這裡的「年」就是指天文學中的儒略年,儒略年是定義距離測量單位光年的基礎,定義的數值為365.25天,每天為國際單位的86400秒,總數為31,557,600秒。

你把這裡的時間乘以光速(299792458 公尺/秒)就能得到光年所定義的距離。

注意:上面提到的年、天、秒都是指地球上的時間。所以光年這個距離單位也是相對於地球而言的。

之所以有這樣的說明,是因為根據相對論,不同速度的參照系其測量的時間(「年」是乙個時間概念)是不同的。

(狹義相對論時間變換公式)

再回到你對問題的描述。

首先,根據相對論,任何有質量的物體都不可能達到光速,最多只能無限地接近光速。

有些人認為光速是30萬公里是有限的,所以會提到」光自己經過一年「如何。實際上,光速是我們這些未達到光速的旁觀者得到的資料,以光子為參照系,它自身是不存在時間流逝的,更不存在運動。因為光速執行時,時間已經停滯了,整個宇宙的尺度已經縮為0,所有的作用都是直接完成。

用光子從太陽表面運動到地球表面的例子吧,在我們看來它用了八分鐘來走完這段路程,但在光子它自己看來根本沒有耗時,如果光子隨身帶著乙個零質量的鐘的話,那個鍾是不會走時間的。注意,這個鐘走過的時間不是「很小」,也不是「無窮小」,而是精確等於「零」。

再舉個例子,對於乙個地球上測量的科學家來說,比鄰星約4.22光年(這個數字隨手都能查到,但是這裡的年就是預設了是地球上的年),但對於乙個0.8倍光速前進的飛船來說,這個距離在他看來只有2.

53光年(注意已經說了光年是地球上的定義,所以這裡的年也指的是地球上的年,這裡只是用光年的單位去表示乙個距離,根據L=L0*根號(1-v^2/c^2) 計算得到)如果以光速前進——比鄰星的距離為零!用時為零!

所有的天體距離為零!但是很遺憾,根據相對論,人類創造出的有質量的飛船永遠也沒辦法達到光速。

回到答主的問題,如果A以光速前進,那麼時間已經停滯了,不存在「(以A的角度)花費的時間是一年」這樣的表述。如果你說的A以光速前進指的是亞光速(略低於光速),那麼這時候在A看來CD的距離就再不是B眼中的一光年了,而是變得很近,根本不需要一年就能達到。反過來,A以亞光速飛行需要一年(A的參考係)才能達到的,在B看來實際的飛行距離遠大於一光年。

不管是哪種情況,始終不變的永遠是光速。我想答主有這樣的困惑是因為注意到了「動鐘變慢」卻忽略了「動尺縮短」效應,建議用狹義相對論的變換公式找幾個算例實際計算一下,會有更深刻的理解。

2樓:Wejish Zeng

一些回答已經很明確了光年就是乙個距離單位而已,真要說的話這個年是對於你所選擇的乙個參考係來說的。至於題主所說的問題,以光速運動的有質量物體是不存在的(可以有相對論質量),而且選取的慣性參考係決不能以光速運動。

另外,在B的參考係中看到A運動的時間應該就是一年,按照題主假設在B參考係中A就是以光速運動的(題主說的有些不清楚但意思應該是這樣),而且到目的地距離就是1光年,所以在B參考係中他測得時間就是一年。但A怎麼看呢?至少相對論是不會告訴人以光速運動的A的參考係與B參考係的時空變換關係的,而且它也告訴我們這是不合理的。

3樓:笨笨拉燈

首先要明確的是光速c是乙個常量,

而光年是乙個人工規定的單位

從本質上來說光年和公釐,厘公尺沒有區別,只是單純表示一段距離而已。

而這個問題的關鍵所在是因為絕大多數人提起狹義相對論想到了鐘慢效應,往往忽略了其他性質,比如這裡的尺縮效應。

簡而言之就是物體的時間和空間具有同一性,當它接近光速運動時,運動的時間變慢了,但是它所通過的距離也變短了,所以在觀察者的眼中它依然是光速。

至於具體公式請參照洛倫茲變換方程。

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