Что будет происходить при движении на скорости, равной скорости света?

Для начала посмотрим, сколько времени пройдет для наблюдателя на Земле по отношению к человеку, который находится на космическом корабле, двигающимся со скоростью 90% от скорости света.

Для человека, находящегося на космическом корабле, движущемся со скоростью 90% от скорости света (0.9c), время будет идти медленнее по сравнению с наблюдателем на Земле. Это явление описывается эффектом замедления времени, который предсказан теорией относительности Эйнштейна.

Время на борту космического корабля (для путешественника) будет замедляться по отношению к времени на Земле. Формула для вычисления этого эффекта выглядит так:

где:

Δt′ — время для наблюдателя на Земле,
Δt — время для путешественника на корабле,
v — скорость корабля (0.9c),
c — скорость света.

Подставим значения:

Так что время на Земле будет идти быстрее для наблюдателя, чем для человека на корабле. Время, которое пройдет на Земле, будет в 1.5 раза больше времени на корабле. То есть, если на космическом корабле пройдет 1 год, на Земле пройдет примерно 1.5 года.

В итоге, для наблюдателя на Земле время будет идти быстрее, а для человека на космическом корабле — медленнее.

Сколько времени пройдет для наблюдателя на Земле по отношению к человеку, который находится на космическом корабле, двигающимся со скоростью 99% и 99,99 % от скорости света?

Если скорость космического корабля составляет 99% от скорости света (0.99c), эффект замедления времени будет еще более выражен.

Используя ту же формулу для замедления времени, мы выясним, что время для наблюдателя на Земле будет проходить быстрее по сравнению с временем на корабле, и скорость замедления времени будет гораздо сильнее.

Это означает, что для наблюдателя на Земле за каждый год, прошедший на космическом корабле, на Земле пройдет примерно 7.09 лет. То есть если на корабле пройдет 1 год, то на Земле пройдет примерно 7.09 лет.

Таким образом, при скорости 99% от скорости света человек на корабле будет испытывать значительное замедление времени по отношению к Земле.

Если космический корабль движется со скоростью 99,99% от скорости света (0.9999c), эффект замедления времени становится еще более выраженным.

Используем ту же формулу для замедления времени, определим, что время на корабле будет идти в 1 / 0.01414 ≈ 70.7 раз медленнее, чем на Земле. Или, если на космическом корабле пройдет 1 год, на Земле пройдет примерно 70.7 лет.

Что будет при скорости 99,99999999%?

Когда скорость космического корабля достигает 99,99999999% от скорости света (0.9999999999c), эффект замедления времени становится экстремально сильным.

Используем ту же формулу для замедления времени:

Подставим значения:

Это значит, что время на корабле будет двигаться в 1 / 0.00000001414 ≈ 70.7 миллиардов раз медленнее, чем на Земле.

Таким образом, если на космическом корабле пройдет 1 год, на Земле пройдет примерно 70.7 миллиардов лет.

Эффект замедления времени при скорости, очень близкой к скорости света, становится настолько выраженным, что время на корабле практически останавливается по отношению к Земле.

А что же произойдет при скорости равной скорости света?

При скорости, равной 100% от скорости света (то есть v=c), теоретически возникает невозможная ситуация, поскольку в рамках специальной теории относительности скорость, равная скорости света, недостижима для объектов с массой, таких как космические корабли. Согласно теории относительности, для того чтобы объект с массой достиг скорости света, ему потребовалась бы бесконечная энергия. Таким образом, такая ситуация не может произойти в реальности.

Однако, если представить гипотетическую ситуацию, при которой объект движется с точностью до скорости света, то математически выражение для замедления времени становится:

Когда v=c, знаменатель выражения становится нулевым (так как c²/c² = 1), что приводит к делению на ноль. Это означает, что эффект замедления времени становится бесконечным — для объекта, движущегося со скоростью света, время останавливается.

Это подтверждается тем, что для фотонов (которые двигаются со скоростью света) время не существует в привычном смысле. Они не испытывают времени, потому что их путешествие от одной точки до другой для них происходит мгновенно, несмотря на то, что для наблюдателя на Земле их путь может занять миллионы или миллиарды лет.

Итак, при скорости 100% от скорости света для объектов с массой движение невозможно, а для фотонов (безмассовых частиц) время просто не существует.