关于光子中时间的问题

根据t'=(t-vx/c^2)/√(1-v^2/c^2),以及光子以光速运动,可得光子中时间停滞,这岂不是违反常识?... 根据t'=(t-vx/c^2)/√(1-v^2/c^2),以及光子以光速运动,可得光子中时间停滞,这岂不是违反常识? 展开
氚流不息X
2013-01-19 · TA获得超过274个赞
知道答主
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对于一个真空中的光子来说,它所感受到的时间确实是停滞的。
我有些不太清楚您说的“违反常识”准确来说是什么意思,您是不是说“比如说,光子从太阳表面运动到地球表面大约需要八分钟”与“停滞”相矛盾呢?
如果这确实是您的意思,那我就说了吧(如果我误解了您可以追问)。时间停滞是对于光子而言的,用光子从太阳表面运动到地球表面的例子吧,在我们看来它用了八分钟来走完这段路程,但在光子它自己看来根本没有耗时。这就好比一艘半光速飞船飞行百年后回来,船上的钟才走了五十倍根三年,光子走过八光分(以光速运动一分钟通过的路程)后,如果光子随身带着一个零质量的钟的话,那个钟是不会走时间的。注意,这个钟走过的时间不是“很小”,也不是“无穷小”,而是精确等于“零”。
那到底让人感觉违背常识、或者说违背直觉的地方在哪里呢?
请记住,狭义相对论的基础之一正是时空统一体。(相对)运动物体的(相对)时间的变化,就会带来空间的相应变化。对于半光速飞船而言,我们认为它花了一百年走了五十光年,它却认为自己花了五十倍根三年走了二十五倍根三光年。对于光子而言,我们认为它花了八分钟走了八光分,它自己却认为自己花了零时间走了零路程。这里的“零”都是精确定义的“零”。
明白了吧?对于光子来说,任何路程都是零,它根本“不需要”通过这些路程,自然对它而言时间就是零。事实上严格定义的话,以光子为参照系,它自身是不存在时间流逝的,更不存在运动。

最后举一个著名的例子。众所周知,miu介子(依稀记得是它)衰变时间很短,如果它从地球大气外层进入的话,应该还没到地表就衰变了。但事实是我们依旧能够探测到来自外层空间的miu介子,为什么呢?
一种理解方式是,以地球为参照系,miu介子的时间流逝变慢了,这样它实际通过大气的时间比我们探测计算的要短,一般大约是九倍的差异。
另一种理解法是:以miu介子为参照系,它自身时间没有变化,但是在它看来地球变小了,它穿过的大气距离变小了,约是我们认为的九分之一大小,穿过时间自然缩短了。
因此miu介子能在衰变前到达地表并被人类探测到。

又及,我的回答很仓促,也许有许多地方不好理解,如有不懂,麻烦您追问,谢谢。

参考资料: 狭义相对论

玉杵捣药
高粉答主

2013-01-19 · 醉心答题,欢迎关注
知道顶级答主
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违反常识?
呵呵,想当年,“日心说”也是违反常识的。
而现在呢?日心说已经深入人心,成了不争的事实
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