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時間隧道的多普勒效應

如果壹個鐘以0.5倍音速離開原點,我們會聽到什麽?

在壹秒鐘內,它從原點報出1秒,但是我們在原點聽到這個事件,又過了0.5秒,於是我們發現,當本地時鐘是1.5秒時,遠處時鐘報出1秒,本地時鐘是3秒,遠處時鐘報出2秒,也就是我們忽略了測量時間,誤以為遠處時鐘慢了。速度越快,時鐘越慢。超過音速,我們會追上鐘之前發出的聲音,即聽到鐘敲三下報三點,再聽到鐘敲兩下報兩點,再聽到鐘敲1報1點。這就是超音速時間倒流的現象!

時鐘慢和時間倒流的現象可以通過聲音測試來實現。物理學上稱之為多普勒效應。

然而,盡管它們看起來很相似,多普勒效應和相對論有以下區別:

1.不同的配方。當觀測者相對於介質靜止時,多普勒效應的“鐘慢”(或“鐘快”)公式為△t=△t0 (u+v)/u,其中V為聲源相對於觀測者的距離速度,接近時V取負號,△t和△t0分別代表觀測者的聽覺時間和原始時間,U代表聲速。相對論中慣性參考系的公式是△ t = △t0/sqr (1-V 2/C 2),△t0是原始時間,V是光源相對於觀測者的距離速度,C是光速。

2.△ t的含義不壹樣。在相對論中,△t的意義是首先在觀測者的參考系中檢查不同點的時間,以同步時鐘。那麽光源到哪裏,都需要時間。換句話說,光源到達地點A的事件和到達地點B的事件之間的時間間隔△t指的是觀察者參考系中地點A和地點B的時鐘記錄的事件發生時間之間的差異。在聲音實驗中,△t的意義是聲音到達觀察者的時間間隔。如果我們取聲學實驗中相對論△t的意義,就會得到△t =△t0;如果在相對論中采用聲音實驗△t的含義,就會得到光的多普勒效應公式△t =△t0/sqr[(1+v/c)/(1-v/c)]。

3.在多普勒效應中,時鐘在遠離觀察者時收縮緩慢,在靠近觀察者時迅速上升,對應公式中V的符號,而相對論在靠近或遠離它時收縮緩慢,對應V的平方項永不為負。如果雙胞胎中有壹個人以接近光速來回穿梭,那麽他(她)就會變得年輕,這裏的年輕是從細胞到記憶的全面的內心年輕。然而,如果妳只是以接近音速的速度來回旅行,那麽接近和離開的多普勒效應就正好抵消了。他們是同齡人,只是時間在妳遠去的時候聽起來慢壹些,回來的時候聽起來快壹些。

4.音速的實驗中可以出現超音速,結果是簡單的時間倒流,就像妳可以隨意倒放錄音壹樣,不會出現奇怪的現象,對應的是△t變成負數。光速實驗我們不能超過光速,對應負根號,洛倫茲變換直接坍縮。幸運的是,E = MC ^ 2 = M0c ^ 2/SQR(1-V ^ 2/C ^ 2)表明需要無限的能量,所以不可能將壹個具有正靜態質量的物體提高到光速,更不用說超光速現象了。至於超光速的情況下會發生什麽,相關理論還不完善,存在很多矛盾和誤解,需要科學家進壹步探討。有壹種理論認為,超光速會導致內部時間逆轉,從而可能導致因果關系的逆轉。

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