Question

《走进霍金的宇宙世界》中的一个疑问

列车已近光速绕地球行驶，车中人过一周，地球上人过一百年，这段时间内所过路程一定，车内人一近光速需行驶一周，车外人看列车行驶的速度岂非远远低于光速？毕竟100年是一周的好多倍

Answer 1

在相对论中，时间不是绝对的，光速是绝对的；这比较难理解，我对比举例说明：
在低速体系中我们的经验都与牛顿定律相一致，即一个人静坐，另一个人奔跑，他们的手表走字相同，即在牛顿体系的根基是——时间是绝对的；但是相对论的根基是光速绝对，即：无论你自身以什么速度运动（无论你坐在那辆近光速列车上，还是静坐在地上），你所观察到的光速都是恒定值。
有了相对论基本假设，我们现在计算列车车头灯射出的光子的速度，它只比列车快一点，因此在列车看来它很慢，但是既然我们确定光速是恒定值，那么相对跑这么慢的光子，怎么会得出那么高的光速呢？有两种结论都可以达成这一点:
1.列车前进方向上的尺子被压缩了，量出了更大的路程，即长度被压缩（长度收缩）；
2.列车上的钟变慢了，走出了更少的秒数，即时间被拉长（时间膨胀）。
那么我们就知道你提出的悖论问题出在哪了，出在你的假设“这短时间内所过的路程一定”，这个假设在相对论体系中是不成立的，接近光速的列车上，尺子特别短，用短尺子量出来的地球周长，比静止的人量出来的长得多。

Answer 2

你犯了一个错误，只有光速是确定值
这段时间内所过的路程一定，这是不对的，列车内的人看到车行驶的路程，并不等于地球上看到列车行驶的路程。
由于列车速度接近光速，地球上的人是看不到列车的，因为列车在靠近观察者时候由于多普勒原理，列车上反射出的光被挤压到X射线波段上了，远离观察者时候有拉伸到射电波段。根本就不在可见光波段内。
如果用仪器测速的话，列车速度还是近光速，只是地球上用100年X速度得出距离。
列车上以1周X速度得出距离。
实际上两者计算都没有错。物体越接近光速，其X轴长度会越短，当物体达到光速时候，X轴长度为0. 这说明长度是相对的，时间是相对的，只有光速是绝对的。
若列车以光速行驶，无论他走多远，车内部的时间皆为0，就是说一瞬间列车就到终点了。

Answer 3

理论上 当列车速度达到光速 可以进行时空旅行
比如列车内的人的速度是平常时候的速度，他突破不了物理法则，最多只能达到极限速度。
车外人是看不到列车的 当列车慢慢的停下后 才会看到列车

Answer 4

你错了，接近光速时，任何物体几乎都是不可见的，因为我们能看到物体是因为光射到物体上再反射到我们眼睛里的，当物体已近光速，光根本追不上物体，也就无法反射回来，我们的眼睛根本看不到，也就是说车外人根本看不到列车行驶。

Answer 5

其实不说不要说是以地球为核心，当列车速度接近光速时，可能只有质量无限大的黑洞才能束缚得了列车了！

Answer 6

对的，如果可以看到列车中的人的话，会发现列车中人的速度非常慢，比蜗牛更更慢！！