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有没有理论物理,量子力学的大佬给我科普一下。。

关于时间。

1:关于光速飞行问题。假设一个星球距离我们100光年。如果我们有一个接近光速的飞船。那么根据相对论,时间就会变得大不一样。比如从我们观察来看这个飞船飞到目标星球还是需要100年。但是对于飞船上的人来说,或许1个月就到了?也就是说当人类可以造出接近光速的飞行器,那么人类可探索区域就变得极大,可能几千光年以内的地方都能探索。虽然对于地面的人来说这些飞行员是一去不复返的旅程(比如说1000年)但是对于飞行员可能就是短途的旅程而已。


2:假设埃及金字塔是外星人探路部队留下的地标。那么他们飞回去可能对于我们是很多很多年,但是对于探路部队来说却是很短的时间。这么理解对不对,假设一个探路部队发现了地球,留下了一些坐标,然后用了1个月飞回母星,整顿半年,又用1个月派部队飞来地球。对于地球来说这个过程用了比如1万年。这也衍生出一个星际战争的问题,看见一个落后文明,派部队打过去,对于自己来说飞行时间很短,但是对于当地来说可能是几千上万年以后。。所以你到达目的地的时候对方文明的科技已经不知道进化成什么样了。 这理解对不对。


3:什么是过去什么是未来。黑洞因为引力太强,时间几乎是静止的。一个思想实验,假设一个人飞到黑洞里面,但是没有死。那么他看见前方的东西岂不是就是过去的历史?他身后的东西也就是未来。因为时间静止了,以前发生的所有历史事件就在他前面,他进入黑洞以后发生的所有未来事件就在他身后。

所以时间到底是什么?????????


关于量子力学。

4:有说法宇宙是从量子涨落里面无中生有出来的。也就是宇宙最开始只是真空,然后因为不确定性,突然发生了一次巨大的量子涨落,瞬间出来了海量能量,然后就爆炸了,宇宙诞生了。这是目前的主流被认可的理论吗?另外爆炸出来按照能量守恒应该有同样多的正物质和反物质。但是我们的宇宙反物质非常少,这是为什么?


5:量子涨落是不是无时无刻都在我们身边发生?只是说这个瞬间的能量对于宏观世界太渺小了。但是对于微观的一个量子这能量就是巨大的。量子可以借助这个能量做到很多违反常规的事情,比如速度超过光速然后从黑洞中逃逸,黑洞辐射就是这么来的。这理解对不对?另外要产生制造出宇宙的量子涨落概率无限接近于0,但是因为还没宇宙的时候,时间也没有,所以即使概率再小,反正时间是无限的,所以也会发生一次史诗级的量子涨落来把宇宙创造出来。


6:关于观察者效应。双缝实验中量子会呈现波的干涉条纹,也就是一个量子可以同时穿过2个缝隙造成干涉现象。因为量子是一个概率云的概念。。。但是如果有一个摄像机想拍摄到底是怎么回事,那么这个量子就只会穿过一个缝隙,导致干涉条纹消失,呈现粒子的特性,解释是波函数概率方程塌陷得到一个解。那么到底什么才能算是“观测者”?如果摄像机关闭那么还会出现干涉条纹吗?一个石头放在那里算不算?

精彩讨论

完美时光2020-10-02 08:47

说的太好了!等财务自由了,我就把时间都花在这些终极物理问题上

星罗棋布9992020-10-03 01:40

小时候听说,天上一天,地上一年,这原来就是相对论?学习了。

天生我韭2020-10-02 09:03

想花20把宇宙研究了,看来你确定有外星人潜水雪球。

张小丰2020-10-06 08:45

你牛逼,爱因斯坦在扯淡

半场零射门2020-10-02 14:57

这其实就是著名的“双生子佯谬”。双胞胎中一人光速前往遥远星球,又回来。在双方眼里,对方都在光速运动,都应该比自己年轻。但是当他们在地球上重聚的时候,究竟谁更年轻呢?

全部讨论

2020-10-02 08:47

时间只不过人们根据日出日落,春去秋来,为了记录事件创造出来的概念,这个世界并没有时间,只有物质和能量,运动是能量表现形式。

时空其实是一体的,你时间发生了改变,空间肯定也是要受影响的,你高速运动的时候时间变慢为地球的十分之一,那么与此同时,运动方向上的空间也缩短到了原来的十分之一。


也就是说,在你走上高速飞船的时候,在地球人看起来距离为10光年的地方,在你的眼里骤然缩减到了1光年。然后你在以1年的时间走完,速度依然刚好是接近光速。


在很多讲相对论的地方喜欢把尺缩钟慢独立开来讲,我这样通过这样兜一圈,是想让大家有个深刻的印象:时空是一体的,从地球的参考系来看,宇航员时间变慢发生了体现了钟慢效应,而从宇航员的角度来看,空间发生了收缩,这是尺缩效应的表现。


冲出银河系
有了上面的铺垫,我们就可以来回答最开始的问题了。虽然银河系的直径有10万光年,但是我们现在知道,只要我们飞船的速度足够大,让时间膨胀空间收缩的系数变大,比如变到1万(要达到这个速度要求可有点大~),那我们就可以在一年的时间内冲出银河系了。








是不是感觉征服宇宙的信心雄心又燃烧起来了?只要速度足够快(无限接近光速),我们甚至可以在一分钟之内穿越银河系,甚至穿越宇宙,这就是接近光速时候可怕的相对论效应。


但是,有一点你要注意:如果你开着超高速飞船在一年之内冲出了半径为5万光年的银河系,你自己是Happy了,你自己在一年之内飞了地球上看起来有5万光年的地方。但是,地球上却是实打实的过了五万年。


如果你再同样的速度花一年时间折回地球,你一个来回过去了2年,可是地球上却已经过去了10万年!!!!!


没错,你来到了10万年后的地球!!!

1:f(x)代表时间膨胀系数,x代表速度(单位是c)

距离:假设你现在的飞船速度x=0.5c,那么f(x)=0.866,这个意思是说,你在飞船上的时间如果按照地球时间为参考系,那么就是地球时间的0.866倍。


2:如果不是超光速,那么对于外星人来说,飞船的人可能只过了1个月,但是他们母星的人也过了我们人类定义的时间很多很多年了,这样的星际旅行没什么意义


3:没有时间这个定义,时间是我们人类定义的距离和速度的关系,宇宙没有时间纬度,只有空间纬度。时间的方向有很多种,不一定是我们看到的这一种。


4,宇宙大爆炸是目前主流,前提是熵增是一定对的,目前看这是宇宙公理


5:任何在现有的宇宙环境中,不存在超光速的,但是宇宙膨胀是超光速的。另外物质能量是守恒的,能量和物质可以转化的。


6:关于观察者效应。没看的时候纠缠,看的是塌缩的,状态二选一,人才是观察者,不然薛定谔的猫咋会又死又活呢


2020-10-02 08:47

说的太好了!等财务自由了,我就把时间都花在这些终极物理问题上

2020-10-02 14:30

施主,你这20块一直问到了宇宙的尽头,得加钱最后一题你,量子态坍塌因为你做的是经典观测,比如你这个摄像机要是能明确知道粒子从哪个峰过去,得有个什么机制让粒子显现吧,这就干扰了这个量子态了。有很多量子测量的手段,不干扰量子态,观测以后这个还能继续呈现干扰波纹。不过这个量子测量就不知道这个粒子走的是哪个缝了

我来尝试回答一二:
1: 如果以0.99倍光速的飞船去100光年外的星球,地球上的人,会看到花去了101年多一点的时间。而飞船上的人,感觉只用了约52天。
以上只是简单计算,没有考虑到飞船加速到0.99倍光速所需要的时间。如果考虑这个加速过程,时间会长不少。
还有,以人类现在的认识,把飞船加速到0.99倍光速是根本不可能的。因为随着速度的增加,飞船和人体的质量会随着增加。这样以来,加速会变得越来越困难。
假如飞船初始质量是10吨,那么把飞船加速到0.99倍光速,大约需要80000亿吨TNT爆炸产生的能量。
未完待续。。。

2020-10-02 08:49

推荐YouTube上Fermilab的一系列视频,Don Lincoln讲的非常好,基本上覆盖了你的所有问题

2020-10-02 09:03

想花20把宇宙研究了,看来你确定有外星人潜水雪球。

第四个问题,正好Don Lincoln在最新的视频中简短地提到了: 在宇宙大爆炸的初期,正反物质是相同的,绝大多数的正反物质湮灭,释放出巨大的能量,把宇宙加热到等离子状态,而随着宇宙膨胀并冷却,这些能量以宇宙微波背景辐射的形式保留了下来,并被我们今天观察到。由于某种未知的量子涨落,正物质比反物质多了一点点,这些留下来的正物质形成了我们今天的宇宙,通过观察宇宙的普通物质和宇宙微波背景辐射,可以反推出当时湮灭的正反物质和残留下来的正物质的比例: 30亿比1, 所以准确来说,全部的反物质一早就和正物质湮灭了,变成了纯能量,而剩下来的正物质只占当时的30亿分之1,换一个角度来说,当时的正反物质是基本平衡的,比例为30亿:30亿+1, 而由于量子涨落导致的这30亿分之一的不平衡形成了今天的宇宙。

关于第六题,什么算是观测者。石头当然不算,因为石头没有意识。但介于石头和人之间还有很多东西,比如鱼、鸟类、哺乳类、灵长类。

这就很有意思了。喵星人是观察者吗?如果喵星人智商不够,那汪星人呢?还不够,那海豚呢,黑猩猩呢?

假如说,只有可以理解什么是光的衍射,理解什么是光粒子的智慧生物才算是观测者。那么这个世界你可能要重新认识。

因为光的衍射也好,光粒子穿过缝隙集中感光靶也罢,这种现象,就是物体在量子尺度表现的常态。而由量子汇聚的世间万物,本质上同样存在“不观察就不确定”状态。薛定谔的喵星人这个实验便是巧妙地将微观的不确定用宏观的方式直观地展现给大家。

这是一种颠覆性的认识,即,“世界因意识存在而存在”。在一个意识没有到达的区域,将是一片概率量子海。

当全世界的人类都不观察今夜的中秋圆月时,月亮便会变成量子海消失在空中。当你没有观察你们家那只刚拉过便便正在肆无忌惮添着菊花的喵星人时,它也不存在。

而人类可以因自我意识而存在,不需要别的意识体来加以“观察”。

这便是人类区别的其他生物甚至其他物的区别。人类,可以,凭借自我意识观察世界并存在。而其他物,包括生物,无法做到。

这个观点很疯狂,因为人类意识出现在这个世界可能也就几万年的时光。那过去的46亿年,地球上那些生物的潮起潮落,那些考苦学者孜孜不倦梳理的地球史诗。也许在人类出现之前,只是一片量子海。而第一个觉醒的——拥有意识的人类,将这量子海确定成了历史。

如果你觉得上面的设想太疯狂,当然,你也可以不接受“人类才是唯一观察者”这一结论,如不接受这个结论,上面的推论便不存在,你也可以稍感安心,继续躺在原来的世界观里,做一个单纯的人类。

但这样的观点任然解决不了一个问题,那就是那条观测者的线,到底在哪里呢?从鱼类开始切断吗?那鱼的历史不存在了。从喵星人开始切断吗?那恐龙和鸟类的历史不存在的。

还有,如果人类可以往下切断,那假如有更高一层的智慧生命,那它们假如将这条线,画在人类之上呢?

细思极恐……