【問題】時間的定義~真的能做出時光機嗎


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不是有種說法是物質是從能量構成的

如果子彈的推進力是以類似核反應的(質能轉動能)方式

可以這樣假設嗎??(不清楚)

****

問一個問題.相對論當中的

1.速度接近於光速.時間會趨近於靜止

當中的速度是怎麼定義的

(例如..地球繞太陽自轉.切線速率就接近光速)

2.如果有一持續力..那物體加速到最後應該會超越光速吧??

首先,目前人類所製造的火箭,或應該說人類讓物體移動的技術都是利用動量守恆製造出來

的,火箭是利用點燃燃料,產生能量使大量的氣體排出火箭外,來造成火箭移動,而不是單純的由能量直接轉為動能,子彈則是由火藥使氣體瞬間膨脹來使子彈前進的,大體來說,因為能量經過轉換,所以不可能100%轉成動能。當然我們也可以製造一把槍,裡面用的不是火藥而是核彈,只是要如何找到物質能夠束縛這種巨大的能量使他能幾乎作用於子彈上顯然很困難。

1.其中的速度指的是物體相對於某觀察點的速率,當你以接近光速遠離或接近我時,對我的時間來說,你的時間會比我慢,慢的程度則跟你多接近光速有關。另外由於我們在宇宙中,所以所有的觀察都以光(電磁波)為基準,但實驗發現光速恆定,因此相對論由此推出很多東西,像若AB兩火箭,A以相對地球0.6C的速率遠離地球,B相對A以0.6C的速率遠離A,那麼從地球觀察B的速率會不會是1.2C?答案是否定的(詳細推導可看大一普物),同理在旋轉中的切線速率也一樣,[另外地球繞太陽公轉的切線速率=RW=8.5C/(365*86400)<<C]。

2.相對論推導出物體在不同速率下有不同質量,當他速率越高時,其質量會比靜止時大,

而且增大的幅度隨著越接近光速也越大,因此當一個物體很接近光速時,他的質量會變極大

,持續力所造成的加速度會趨近0(印象中他所指的質量不是真實質量,而是以相對於固定力所造成不同加速度來定義的質量)

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頂多回到過去 沒辦法到未來

其實 回到未來是比較可行的

狹義相對論說 在以高速(接近光速的高速)飛行時(遠離光速時此效應太微小)

時間流動速率相對於速度不變的觀察者而言

你的時間流動速率會變慢

也許你過一秒 外界已過100年 那麼你就好像進入了100年後的未來一樣

廣義相對論則說 你在強大的重力場中(例如黑洞的附近)

時間流動速率相對於外界一樣會變很慢

利用這種時間流動速率差也可以產生類似進入未來的效果

不過要接近光速運動 或是接近像黑洞這種強大的重力場是非常困難的

但 回到過去 就會發生很多問題(不是說一定不能回到過去 也許有其它未發現的方法或物理定律允許 "但也許沒有")

例如

如果有一位瘋狂科學家

製造了一台時光機

回到過去把它祖母殺了

那他為什麼還會存在呢?

回到過去還有很多的矛盾問題

例如上述常見的祖母矛盾

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其實 回到未來是比較可行的

狹義相對論說 在以高速(接近光速的高速)飛行時(遠離光速時此效應太微小)

時間流動速率相對於速度不變的觀察者而言

你的時間流動速率會變慢

也許你過一秒 外界已過100年 那麼你就好像進入了100年後的未來一樣

廣義相對論則說 你在強大的重力場中(例如黑洞的附近)

時間流動速率相對於外界一樣會變很慢

利用這種時間流動速率差也可以產生類似進入未來的效果

不過要接近光速運動 或是接近像黑洞這種強大的重力場是非常困難的

但 回到過去 就會發生很多問題(不是說一定不能回到過去 也許有其它未發現的方法或物理定律允許 "但也許沒有")

例如

如果有一位瘋狂科學家

製造了一台時光機

回到過去把它祖母殺了

那他為什麼還會存在呢?

回到過去還有很多的矛盾問題

例如上述常見的祖母矛盾

問題在於 時間上有差別 對那位光速前進的人 時間又算是什麼??

一百年對他來說 算是到了未來?? 那現在呢?

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1.其中的速度指的是物體相對於某觀察點的速率,當你以接近光速遠離或接近我時,對我的時間來說,你的時間會比我慢,慢的程度則跟你多接近光速有關。另外由於我們在宇宙中,所以所有的觀察都以光(電磁波)為基準,但實驗發現光速恆定,因此相對論由此推出很多東西

我比較有興趣的是,怎麼"實驗"出光速恆定?

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其實 回到未來是比較可行的

狹義相對論說 在以高速(接近光速的高速)飛行時(遠離光速時此效應太微小)

時間流動速率相對於速度不變的觀察者而言

你的時間流動速率會變慢

也許你過一秒 外界已過100年 那麼你就好像進入了100年後的未來一樣

他有回到未來?他不就過了一秒鐘如此而已嗎?

若採用不同個體的時間軸,當然可以造成時間跳躍的"錯覺"

但單就自己的時間軸來說,似乎什麼都沒改變xd

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問題在於 時間上有差別 對那位光速前進的人 時間又算是什麼??

一百年對他來說 算是到了未來?? 那現在呢?

我先跟你講一個"平行宇宙"的概念

平行宇宙 也就是 時光旅行迷特別感興趣的"多重世界解釋"

根據這項解釋 無論在宇宙中任何地點 只要有一個量子粒子"面臨一個以上的抉擇"

我們的宇宙就會分裂成數個 平行宇宙

分裂的數量相當於 該量子粒子可選擇的數目

這解釋代表 除了我們的宇宙外 同時有無限個宇宙存在

這些平行宇宙的差異度 視它們多久以前分裂出去而定

每個宇宙都跟我們一樣真實

每個宇宙都有同一個你

有些的你可能是億萬富翁 但有些的你可能只是街頭討生活的人

也有些可能跟"我們"這個宇宙的你很類似 只是有些小差異

這種平行宇宙的確可以解決時光旅行(指回到"過去")的許多矛盾

但這些宇宙是否真的存在? 目前還是沒有任何證據(也許它們根本就不存在)

當然這不是重點 重點是 一百年對他來說 算是到了未來?? 那現在呢?

你所說的"未來" "現在" 就好比是兩個平行宇宙

相差了100年的平行宇宙

但 利用相對論的時間延遲效應 卻是指"同一個宇宙"

也就是說 那位以接近光速前進的人(假設他是使用火箭飛行) 只是 時間流動速率

比外界慢 如果他在地球上原地不動 那麼基本上

地球每走動一秒 他本身的時間也差不多是走一秒

但是 如果他是以接近光速的高速運動 那他本身的時間流動速率就會比外界慢很多

例如 他本身的時間每走動0.1秒 外界卻已走動10年了

他身體本身的時間每走動1秒 外界就走動100年

它會因為時間延遲的關係 感覺上他只有經過1秒

但外界卻是已經走的100年

等火箭一停下來

他會發現他的時間又跟外界同步了

但由於他高速運動時時間流動變的非常慢

使外界已經過了100年他都沒察覺

所以對他而言 就好像進入了100年後的未來

但其實 他還是在同一個宇宙中

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他有回到未來?他不就過了一秒鐘如此而已嗎?

若採用不同個體的時間軸,當然可以造成時間跳躍的"錯覺"

但單就自己的時間軸來說,似乎什麼都沒改變xd

我後面這篇文打太久了><

你的話已經可以回答 小百合 的問題了

利用時間延遲效應去到未來的確只是錯覺

並不是真的到"另一個未來的宇宙"

而是在原本的宇宙中

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我比較有興趣的是,怎麼"實驗"出光速恆定?

我想這沒什麼問題吧

如果有實驗的結果是光速不是一個定值

那麼狹義相對論就有得受了

就是因為各種設計精良的實驗的結果都指向了

真空中的光速是一個定值

而愛因斯坦更進一步的將這項結果提升到公理的地位

直接將 光速是一個定值 當成一個公設

再加上相對性原理

由此演繹出整個狹義相對論

而現今許多的科技應用 如GPS或實驗等等

都顯示了相對論的正確性

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我個人認為這個要先釐清定義

對了,時間的定義,這個真的是好問題

聽說這次基測有考到如果我們搭乘光速的機器到某些行球,哪個先到?

我想我們可以去了解相對論(因為我沒看,我覺得我可能看不懂,所以就先放著)

或許對我們的時間的定義會明確一點

似乎沒人回答到這一點

不過題目應該不是哪個先到 而是在規定的時間內 有哪些星球可以到

對相對論有所了解的人都應該知道

所有的星球都可以到

因為這樣的過程是不需要花到任何時間的

可惜的是

大考並沒有修正此題的答案

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書店新出了一本科幻小說叫「時間迴旋」(Spin,其實根本應該翻成「時間『繭』」)似乎是說某種外星智慧體用一種不透膜包覆地球,結果地球上的時間就跟外界(太陽系的其他部分)行進速度減慢一億倍!!!

不過其實作者不怎麼把這本書當「硬科幻」發展,所以在這裡就不怎麼重要。

好,講重點。先前在半夢半醒時構思短篇科幻情節,結果一無所得,反而想到一個很妙的悖論。可以說是前面大家討論過的悖論很廣義的一個版本。

===========================================================================================

:現在我們不設想可以使物體以光速移動,理由不贅述。反而,我們設想某種「超光速訊號源」,任何形式都無所謂,不管是大尺度還是小尺度。這樣,就算你給我的是ㄧ艘龜速太空船,我也可以在彈指之間探勘全宇宙

根據大家當做常識的「超過光速就能在時間中退後」,可以說等於承認超光速訊號可以後發而先至。因此將超光速訊號源放上龜速太空船,設定某一個目標發射太空船,不管要多久才能抵達,只要我們設定太空船一到目的地自動傳回訊號,我們就能在一瞬間收到傳回的「超光速訊號」,因此NASA真的應該著手研發這個所謂的「超光速訊號」,而不用大費周章發射太空船了。

由於以上所述,「超過光速就能在時間中退後」這樣的話真的蠻似是而非的ˊ

光速是一切速度的極限

很多人往往會以為這是狹義相對論所推導出來的結果

其實不然

更恰當的說

狹義相對論指出了

光速是訊息傳遞速度的上限

還是有些東西可以超光速 但那並沒有意義 因為那並不能傳遞任何的訊息

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我比較有興趣的是,怎麼"實驗"出光速恆定?

聲速的快慢是要看"介質"

聲波在空氣中的傳撥速度是每小時1200Km 且與聲源速度無關

如果一台邊前進邊持續按著喇叭的車 以每小時100Km前進

那他會看到聲波(假設聲波看的到)以每小時1100Km前進

如果汽車前進越快 駕駛看到的聲速就越慢

但對於看著汽車前進的靜止觀察者而言 聲速還是以每小時1200Km前進

無論車子有多快 聲速都不會變

也就是說 聲速會因觀察者的運動狀態不同而觀察到不同的聲速

邁克爾遜和摩爾力把這項原理應用到光波上

他們假設地球繞太陽運行時(時速約10萬公里)正穿越"乙太"(一種假設的傳光介質)中間

並以極高的精確度測量光行徑兩段等長的距離所花的時間

其中一條路徑跟地球繞太陽運行方向相同

另一條則跟地球運行方向垂直

他們從地球上的實驗室觀察光速

就跟在汽車駕駛座上測量聲速是一樣的

如果乙太存在 而且地球也正在穿越它

那朝不同方向射出的光束 應該會以不同時間走完這兩段距離

這代表相對於移動中的地球而言 光束是以不同的速度往兩個方向移動

雖然光是以每秒30萬公里的秒數行進 比地球快了一萬倍

不過他們的干涉儀還是能精確測出 這兩道光走完等長距離的時間差

但實驗結果卻發現 兩道光速是相同的時間 走完等長的距離

他們的實驗證明

光跟其他波動不同 無論是接近波源或遠離波源

光的移動速度都是一樣的

藉此也證明了乙太的假設是多餘的

PS 如果你問的"實驗" 是指 他們的實驗細節(真的很複雜= =')而不是我上面打的

請直接忽略上面的文吧:|

例如 如何在地球上測量光束走兩段等長距離所花的時間

抱歉 我真的不知道他們是如何實驗的T_T

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聲速的快慢是要看"介質"

聲波在空氣中的傳撥速度是每小時1200Km 且與聲源速度無關

如果一台邊前進邊持續按著喇叭的車 以每小時100Km前進

那他會看到聲波(假設聲波看的到)以每小時1100Km前進

如果汽車前進越快 駕駛看到的聲速就越慢

但對於看著汽車前進的靜止觀察者而言 聲速還是以每小時1200Km前進

無論車子有多快 聲速都不會變

也就是說 聲速會因觀察者的運動狀態不同而觀察到不同的聲速

邁克爾遜和摩爾力把這項原理應用到光波上

他們假設地球繞太陽運行時(時速約10萬公里)正穿越"乙太"(一種假設的傳光介質)中間

並以極高的精確度測量光行徑兩段等長的距離所花的時間

其中一條路徑跟地球繞太陽運行方向相同

另一條則跟地球運行方向垂直

他們從地球上的實驗室觀察光速

就跟在汽車駕駛座上測量聲速是一樣的

如果乙太存在 而且地球也正在穿越它

那朝不同方向射出的光束 應該會以不同時間走完這兩段距離

這代表相對於移動中的地球而言 光束是以不同的速度往兩個方向移動

雖然光是以每秒30萬公里的秒數行進 比地球快了一萬倍

不過他們的干涉儀還是能精確測出 這兩道光走完等長距離的時間差

但實驗結果卻發現 兩道光速是相同的時間 走完等長的距離

他們的實驗證明

光跟其他波動不同 無論是接近波源或遠離波源

光的移動速度都是一樣的

藉此也證明了乙太的假設是多餘的

PS 如果你問的"實驗" 是指 他們的實驗細節(真的很複雜= =')而不是我上面打的

請直接忽略上面的文吧:|

例如 如何在地球上測量光束走兩段等長距離所花的時間

抱歉 我真的不知道他們是如何實驗的T_T

其實這項實驗的細節不會太複雜

實驗的儀器主要只包括一個光源、一塊部份鍍銀的玻璃片以及兩片反光鏡

只要去查一下介紹相對論的書 應該都會提到這項實驗 - 邁克生-毛立實驗

不過你的敘述裡頭有一點錯誤

並以極高的精確度測量光行徑兩段等長的距離所花的時間

他們並不這麼做

他們只需要觀察兩道光的干涉現象 就知道花的時間一不一樣

結果可以推論在兩個互相垂直的方向 同樣長的距離 光所花的時間是一樣的

(因為那兩道光沒有異相)

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其實這項實驗的細節不會太複雜

實驗的儀器主要只包括一個光源、一塊部份鍍銀的玻璃片以及兩片反光鏡

只要去查一下介紹相對論的書 應該都會提到這項實驗 - 邁克生-毛立實驗

不過你的敘述裡頭有一點錯誤

他們並不這麼做

他們只需要觀察兩道光的干涉現象 就知道花的時間一不一樣

結果可以推論在兩個互相垂直的方向 同樣長的距離 光所花的時間是一樣的

(因為那兩道光沒有異相)

謝謝你的解答:E

老實說 我都不知道這些實驗的細節= ='

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聲速的快慢是要看"介質"

聲波在空氣中的傳撥速度是每小時1200Km 且與聲源速度無關

如果一台邊前進邊持續按著喇叭的車 以每小時100Km前進

那他會看到聲波(假設聲波看的到)以每小時1100Km前進

如果汽車前進越快 駕駛看到的聲速就越慢

但對於看著汽車前進的靜止觀察者而言 聲速還是以每小時1200Km前進

無論車子有多快 聲速都不會變

也就是說 聲速會因觀察者的運動狀態不同而觀察到不同的聲速

邁克爾遜和摩爾力把這項原理應用到光波上

他們假設地球繞太陽運行時(時速約10萬公里)正穿越"乙太"(一種假設的傳光介質)中間

並以極高的精確度測量光行徑兩段等長的距離所花的時間

其中一條路徑跟地球繞太陽運行方向相同

另一條則跟地球運行方向垂直

他們從地球上的實驗室觀察光速

就跟在汽車駕駛座上測量聲速是一樣的

如果乙太存在 而且地球也正在穿越它

那朝不同方向射出的光束 應該會以不同時間走完這兩段距離

這代表相對於移動中的地球而言 光束是以不同的速度往兩個方向移動

雖然光是以每秒30萬公里的秒數行進 比地球快了一萬倍

不過他們的干涉儀還是能精確測出 這兩道光走完等長距離的時間差

但實驗結果卻發現 兩道光速是相同的時間 走完等長的距離

他們的實驗證明

光跟其他波動不同 無論是接近波源或遠離波源

光的移動速度都是一樣的

藉此也證明了乙太的假設是多餘的

PS 如果你問的"實驗" 是指 他們的實驗細節(真的很複雜= =')而不是我上面打的

請直接忽略上面的文吧:|

例如 如何在地球上測量光束走兩段等長距離所花的時間

抱歉 我真的不知道他們是如何實驗的T_T

你有回答到我的問題:E

3Q~^^

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時間到底是什麼

感覺很抽象

是相對還是絕對!?

如果說在絕對溫度下還有時間的存在嗎?

時間是一種速度嗎?比光快!?

假設有超"光"速的話會是如何呢

能突破時間嗎???(做類似時光機的運動)

以上是小弟亂七八糟的腦袋想出來的問題

如果有邏輯上的錯誤歡迎指正~謝謝一ˇ一

國中的時候閒閒看過一些時光機的理論[一本天下出的~好像是蟲洞理論!?]

礙於那時年紀太小很多數學都看不懂一ˇ一"

不過對於書上說的蟲洞和時間的定義還滿有興趣的

不知道有沒有高人也曾經想過

我認為即使突破光速的障礙仍然沒辦法發明所謂的時光機(能夠改變歷史之類的)

頂多看到"過去的光"

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  • 2 weeks later...

大家似乎都一直圍繞著超越光速相對論討論。但與時間這個議題相關的我想應該不只以上可以討論。

我在這有一些問題想請教,也有些磚頭要拋(所謂磚頭就是聽過與這個議題相關的名詞或書,但是自己對一些科學事實的認識還不足以發表說明或評論),所以,請各位不吝指教,丟出更多的玉來。

什麼是-光錐、世界線、類時曲線、類物曲線

「哥德爾對廣義相對論的精密解」,是什麼意思,是不是愛因斯坦還沒有真正舉高蠟燭,將相對論的房間中所有角落都照亮呢?畢竟一門科學的發展不免前仆後繼,微積分就是最好例子。

為什麼在近期究竟出版社出版的《數學巨人哥德爾》最後一章提到,由他的解構造出的「哥德爾宇宙」並不排斥「回溯的」世界線的可能性?

而提到「時間」,大家一定不能忽略史蒂芬˙霍金啊。雖然包括我,很多人對拜讀他的《時間簡史》都是心有餘而力不足,但是,就算說這本書是霍金一生成就的高峰也不為過。霍金對時間回溯造成的悖論的解釋--或者「處理」--是如何呢?

對我來說「負能量密度物質」聽起來真的很瘋狂(就算反物質的能量也不是負的吧),但記得曾經報載有幾位物理學家相信(只要有)這種東西(就)可以「撐住蠹(蟲)孔」,各位的意見是~~?

(新增:)

對了,有人說「廣義相對論的本質是一種幾何學」是什麼意思呢?再次感謝賜教。

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  • 2 weeks later...

個人認為

要真的像小叮噹座石光機回到過去是很困難的

至少要先找到比光還要快的速度

也要製造光速機 (光這些其實還不夠)

但要回到過去這樣做還不夠

因為還有時空夾縫的問題

基本上時間 空間 有一定的關係

這一秒的空間 其實和下一秒的空間

不同 每一秒都在更新

(好像 太抽象了=.=)

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我看過一個很有趣的說法如下

我們的維度其實有四個

第四維就是時間軸

時間不絕對

然後我們每個人都是以光速運動

光速分配在四個維度上

所以當我們在空間(X.Y.Z軸)的速度越接近光速

分配給時間軸的速度分量就會減少

所以當我們以接進光速的速度運動

那我們便會進入別人的未來

以上說法是在一本書上看到的

書名是 優雅的宇宙

有興趣的再去看吧

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我在國二的時候也想過這種事,當時還很爽的對我爸說我推翻相對論了(幼稚的國中時期xd),一年後我發現我錯了。

跟據E=mc^2,我們想像有一把槍的子彈為一克,燃料為兩克,發射時燃料的質量完全消失,產生的能量完全作用於子彈,我們知道 2*c^2>1*c^2 子彈的質量又不變,剩下能變的是速度,所以子彈可以超越光速,回到過去。(2*c^2=1*X^2 X為大於c的數)

這是我的想法,可是一直覺得怪怪的xd

老兄E=mc^2的公式僅適用於"質能完全轉換"........目前的科技是不太可能辦到的EX:燃料燃燒後剩下碳......沒有完全轉換

換句話說想要比光速快是不大可能的,除非質能完全轉換.......但是你在超光速在轉換的時候就被轉換掉了(你被燒掉了)So.....E=mc^2說明了最多只能跟光一樣快

蟲洞理論是建立在"兩個黑洞連結在一起"產生的通過蟲洞瞬間到達數光年外可以說是目前超光速的方法,但問題在於找不到蟲洞.以及無法穿越的問題

科學家打算用黑洞造出蟲洞但因為重力無限大的緣故(密度=質量/體積....黑洞體積=無限小但又有質量....So密度無限大So重力無限大)造成奇異點(進去被拉成麵條).....所以有待研究

穿越時空的話我認為有過去.....就有未來但是是多個並立的時空

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去過SCIAM網站的人都知道,討論"時光機"、"時間的本質"之類的問題,後續發展總是類似的:

第一,人氣極旺,真的,就是難以想像的那種熱烈程度,條列每每可望破千(由於那裏每個人都可以隨意加入討論串,基本上是無限制的)。

第二,所有人的意見都不脫已被無限多人講過的某些話。

第三,大家很熱中針對已經討論過的主題進行更熱烈的討論。

(最後連宗教界人士都共襄盛舉,樂意和眾人分享XX宗派宇宙的玄妙,幸好在這裡這種事不會發生。還有悲/樂觀的宇宙論者,假外國人,以及限定論基本教義派。總之五花八門多采多姿......)

相對論不是只有E=MC^2。而我們,連一個粒子怎麼會有1/2的自旋數都不懂,講起時光機卻興致勃勃。這是不是就像一種童話,老少咸宜呢?

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""老兄E=mc^2的公式僅適用於質能完全轉換"........目前的科技是不太可能辦到的EX:燃料燃燒後剩下碳......沒有完全轉換

換句話說想要比光速快是不大可能的,除非質能完全轉換.......但是你在超光速在轉換的時候就被轉換掉了(你被燒掉了)So.....E=mc^2說明了最多只能跟光一樣快

蟲洞理論是建立在"兩個黑洞連結在一起"產生的通過蟲洞瞬間到達數光年外可以說是目前超光速的方法,但問題在於找不到蟲洞.以及無法穿越的問題

科學家打算用黑洞造出蟲洞但因為重力無限大的緣故(密度=質量/體積....黑洞體積=無限小但又有質量....So密度無限大So重力無限大)造成奇異點(進去被拉成麵條).....所以有待研究

穿越時空的話我認為有過去.....就有未來但是是多個並立的時空

E=mc^2

我不太懂上面說的質能"完全"轉換究竟式什麼意思~XD

以現今科技已可以完成核融合的反應(粒子加速)

所產生的能量就必須要用E=mc^2來算

也許會說為什麼不拿來發電~甚至妳還不知道現今科技已經有核融合~

那是因為以現在的能力,還無法在核融合時做出淨能量來,且也不符合成本,所以也只在開發中,有興趣可以去看Discovery~有播過

and~

我有一個非常好笑的想法XDD可以輕易讓光速變得更快XDD

就相對論定意而言,光是絕對的,這假設一定是非常重要。

因為...

要是光是相對的~

現在,我相對遠方一公里處的人,朝他做出速度V,並在相對他V速度,朝他發射一道光,那這道光的速度相對他一定是我的速度V+光速,這~~豈不太神奇了?

我想愛因斯坦的時間相對就建立在光的絕對上,是有他的必然性。

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E=mc^2

and~

我有一個非常好笑的想法XDD可以輕易讓光速變得更快XDD

就相對論定意而言,光是絕對的,這假設一定是非常重要。

因為...

要是光是相對的~

現在,我相對遠方一公里處的人,朝他做出速度V,並在相對他V速度,朝他發射一道光,那這道光的速度相對他一定是我的速度V+光速,這~~豈不太神奇了?

洛倫茲變換方程式能解釋

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