指导人类进入星辰大海的理论
2023-05-29 10:45阅读：
到宇宙去，到其它星球去，这是人类的梦想。但是有两个最主要的困难使人觉得无法克服：一是距离远，二是人的寿命短.就算没有其它困
难，去的人也难到宇宙的星辰大海。
山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村。仔细阅读狭义相对论，就会发现这个问题，在理论上已经基本解决了。
狭义相对论的建立，改变了人们对时空的认识。
过去人们认为，时间是均匀的流逝着，空间永远
是不变的，不动的，而且相互间没有关联。这个观点符合人们日常生活经验，大家深信不疑，它是绝对正确的。这种观点，称为经典时空观，或绝对时空观。认为星际间距离远，人类飞不出太阳系，就是根据这个观点看问题的。
狭义相对论认为，
时间和空间都是可以改变的，而且是互相关联
着。这个理论不符合人们日常生活经验，大家很难理解，不易接受。例
如，说什么时间可以改变，难道北京的一天，在上海就是十天。难道今天
是24小时，明天就是30小时？如果是这样飞机火车等交通工具都难运行
了，人类也无法正常生活了。再如，说什么空间可以改变，难道我们住的
房子，今天是100平方米，明天就变成200平方米，后天再变成50平方米
等。这种说法显然与事实不付。那么爱因斯旦为什么要提出这个理论呢？
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世纪后半期，人们发现了光速不变现象：
设在S系中光沿各个方向传播的速度都是c,今有一坐标系S`与S系完全重合，之后沿x轴正方向运行，设其速度为u.则在该坐标系中，光沿x轴的正方向传播的速度应该为c-u,而负方向的传播速度，应该为c+u,可是结果都是c。经过大量实验，反复测量，结果都是c。这种现象称为光速不变现象。
当时物理学界大为震惊，谁也解说不了。当时年仅26岁的爱因斯坦，承认了这个事实，并把此作为假设之一，提出了狭义相对论。
狭义相对论有关时间和空间的变化证明，有一种方法很简单：只要是承认了光速不变现象，只要是中学生，凡是学过勾股定理的，都能看懂时间，空间变化的公式推导，没有深奥之处。但是它的结论，不符合我们日常生活的经验，大家很难接受。
可是经过近百年的实践检验，狭义相对论，比经典理论更真实，更全面，更深刻的反映了客观世界的规律性。特别是当物体在高速运动情况下，时间和空间的变化，显现的很明显。而牛顿力学仅仅是物体在低速运动情况下的近似。，
现在根据狭义相对论来探讨如何延长人的寿命，和如何缩短人类要去的星球的距离。即减少飞船的行程。
1,如何延长人的寿命
狭义相对论认为时间间隔测量是具有相对性的。设在一个惯性系中，同地不同时间发生两件事情，它们之间的时间间隔用
t。表示,称为原时。在另一惯性系中测量时，为异地事件，它们之间的时间间隔用
t 表示。经过推导得出下面的公式：
式中 c 为光速
u
为两惯性系相对运动速度。
由式中可看出 t 大于t。
特别是当 u 趋近 c 时 t 趋于无穷大
这种现象称为时间膨胀效应。时间膨胀效应也称为运动时钟走的慢。还可以证明，在高速运动下时钟走的慢，这是时空本身固有的性质，与时钟结构无关。
根据上边的论述，可以设想，当人坐在飞船上时，由于飞船相对地球有个高速运动，在高速运动下时钟走的慢。那么在飞船上的一天，在地球上看，就有很多天，这样在飞船上人的寿命，在地球上看，就延长了。自古人们就知道，天上仅一日，地上几千年。为了计算方便，现在假设飞船上的一日，在地球上为1000年，再假设人的年龄按100年计算，那么当人坐在飞船上时，在飞船高速运动时，在地球上看人的寿命为:
1000×100×365 ＝36500000年
这么长的时间，人类飞出太阳系应该是没有问题的。
高速运动时，时钟走的慢，人在飞船上的地球寿命延长了。而且只要能控制住它的速度，寿命要延长多少，就能延长多少。特别是当它的速度趋近光速时，人的寿命将趋近于无穷大。
2， 如何缩短距离：
狭义相对论认为，长度测量也具有相対性。设一个棒静止在s系中，且沿X轴方向放置，设其长度为
L。称为静止长度。另一个惯性系沿棒的长度方向运动，测量出棒的长度称为运动长度，设其长度为
L 经过推导，得出如下公式 :
c 为光速 u
为两惯性系相对运动的速度
显然
L 小于
L。 在各个惯性系中，测量同一个棒的长度 L
都比原长 L。小。
即运动长度比静止长度短，这一现象，称为长度收缩效应。 特别是当 u 趋近 c
时 L
趋近于零。
根据这个理论，人们可以设想，把要去的星球，距离地球的距离设为静止长度 L。
，飞船要飞往该星球的路程设为运动长度 L 。根据上边的论述，飞船要飞往的路程 L
，比在地球上测量的距离
L。要小。而且当飞船的速度趋近光速时，要飞往的路程将趋近于零。
随着科技的发展，宇宙飞船速度的提高，甚至趋近于光速。当人坐在飞船上时，在地球上看，人的寿命趋近无穷大，人们要去的星球路程也趋近于零。到了那时，人们还愁那个星球远，人的寿命短，不能到达吗？人们要去的星球，对人类来说，就相当于今天的邻居，去一趟，就像逛邻居那么容易。
有些人，甚至有些科学家也说人类飞不到宇宙的星辰大海，即就飞船速度达到光速也不可能。看来这些人是没有看过狭义相对论的，仍用绝对时空观的眼光看问题。狭义相对论，已经成为现代物理学的支柱，是指导我们人类进入宇宙星辰大海的理论，值得大家学习。
