Наблюдаемая скорость во время путешествия близка к скорости света

Ваша воспринимаемая скорость равна скорости, с которой вы движетесь. То есть, если вы путешествуете со скоростью 0,8с мимо земли, люди на Земле измерят вашу скорость как 0,8с, и вы измерите скорость земли, проходящей мимо вас, как 0,8с. Таким образом, вы сделаете вывод, что едете со скоростью 0,8с. Таким образом, нет никакой разницы между скоростью, с которой вы движетесь, и скоростью, с которой вы движетесь.

С другой стороны, люди на земле увидят вас замедленным (по отношению к себе). Точно так же вы увидите, что люди на земле замедлились. Вы двое не можете прийти к соглашению по этому поводу, потому что у вас нет последовательного способа сравнения ваших часов. Кто бы из вас ни проводил сравнение, он придет к выводу, что другой медленнее. Это связано с тем, что в теории относительности нет возможности определить время абсолютным образом. Это всегда относительно. Невозможно понять, кто из вас движется, а кто стоит на месте. Только когда вы вернетесь на землю, вы можете решить, что это вы двигались и именно вы испытали замедление времени.

Тот факт, что когда вы возвращаетесь на землю, вы определяете, что вы были тем, кого замедлили, только из-за того, что вы были тем, кто изменил курс и вернулся на землю. Если бы вместо этого Земля каким-то образом ускорилась и догнала вас, все было бы наоборот. Это вы стали бы старше людей на земле.

Прошу прощения, этот ответ в том виде, в котором он был изначально, был небрежным и совершенно неправильным по ключевым моментам и, вероятно, все еще требует внимания со стороны физика.

Согласно преобразованию Лоренца, когда вы путешествуете со скоростью, близкой к скорости света, вы ощущаете меньше субъективного времени. Более того, внешние расстояния сокращаются одним и тем же преобразованием.

Коэффициент замедления времени для быстро движущегося объекта равен$\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$. Как скорость$v$увеличивается, приближается к равенству со скоростью света,$c$, а множитель стремится к бесконечности.

Это означает, что если бы у вас был сколь угодно быстрый космический корабль (я предполагаю, что у вас его нет), вы могли бы совершить путешествие по вселенной (из вашей системы отсчета) за несколько лет, однако вы можете вернуться и обнаружить вымершее человечество и континенты в неожиданных местах. На самом деле вы бы воспринимали себя как путешествующего с произвольно высокой скоростью с точки зрения субъективного времени, необходимого для путешествия из точки в точку. Однако, производя измерения относительно объектов, мимо которых вы проходите, вы увидите, что ваша субъективная скорость не превышает скорости света, поскольку остальная Вселенная кажется сжатой в длину. Есть и другие ограничения в вашей способности наслаждаться путешествием по Вселенной — если вы нацелитесь на звезду, которая находится в миллионах световых лет от вас, она может быстро состариться (опять же, из вашей системы отсчета) и умереть до того, как вы туда доберетесь. .

Использованная литература:

Фактор Лоренца в Википедии

Релятивистский эффект Доплера в Википедии

В 3-й книге «Физики Типлера» также есть отличный учебник по теории относительности, хотя и с пренебрежением к ускорению, которое имеет решающее значение для создания несовпадающих часов между двумя наблюдателями в стиле парадокса близнецов.

Говоря простым языком, это так. Ваша воспринимаемая скорость света всегда одинакова. Единственный способ добиться этого — по мере того, как вы движетесь быстрее, время замедляется. Если вы считаете частокол со скоростью 60 миль в час, а затем увеличиваете скорость до 120 миль в час, вы по-прежнему считаете то же количество столбов в секунду, потому что по мере того, как скорость увеличивается, ваше восприятие времени изменяется с изменением скорости. Однако для стороннего наблюдателя время не меняется. Таким образом, наблюдатель будет стареть быстрее, чем путешественник.