问题

光速飞船突然降低1%的速度,里面的乘客会因为惯性往前突然减速而摔成肉泥吗?

回答
一个很有趣的问题,我们来掰扯掰扯。

首先,我们得明确一点:光速飞船即便减速1%,里面的乘客也绝对不会变成肉泥。 为什么呢?这得从“惯性”这个大家伙说起。

惯性,简单来说,就是物体“保持原状”的本领。一个在运动的物体,它会想方设法保持它当前的运动状态,不愿改变;一个静止的物体,它也懒得动弹。所以,当你的飞船在飞,你也在飞,你们俩速度是一样的。

现在,飞船要减速了,它这个“保持原状”的本领就会让它开始变慢。但是,飞船里的你,受到的“想保持原状”的指令,可不是和飞船同步更新的。当你飞船突然减速1%时,你的身体,以及你周围的一切物体,依然会继续以原来的速度“往前冲”。

想象一下,你坐在汽车里,汽车开得飞快,你手里拿着一杯水。突然,司机猛踩刹车。你的身体会因为惯性往前倾,杯子里的水会因为惯性往前溅。这就是惯性在起作用。

但是,这里有一个关键的“但是”。1%的速度变化,在日常体验中,其实是一个相当温和的改变。

我们以一个比较极端的例子来类比:假设你的光速飞船以接近光速的速度(比如0.999c,c是光速)在飞。光速大约是每秒30万公里。那么0.999c就是每秒299700公里。

现在,飞船突然减速1%。那么减速后的速度就是 0.999c (1 0.01) = 0.999c 0.99 = 0.98901c。

所以,你的身体会试图保持0.999c的速度,而飞船减速到了0.98901c。这中间的速度差是多少呢?

速度差 = 0.999c 0.98901c = 0.00999c。

换算成公里/秒,就是大约 0.00999 300000 km/s = 2997 km/s。

哇!2997公里/秒!这个速度差听起来确实很吓人,好像真的要把人甩出去了。

但是,问题在于,我们通常说的“摔成肉泥”是什么概念?那是由于巨大的、瞬间的加速度造成的。比如,高速撞车,或者爆炸。

这里的“加速度”是指速度变化的快慢。即便这个速度差看起来很大,但如果这个减速过程不是瞬间发生的,而是以一个相对平缓的方式完成的,那么你感受到的加速度就没那么夸张了。

想想看,在你开的汽车里,突然刹车。如果刹车非常非常快,你的身体会猛地向前冲,如果力度够大,你可能会撞到前方的座椅,甚至玻璃。但我们通常不会被“甩出去”变成肉泥,因为刹车的力度和时间是在一个我们身体还能承受的范围内的。

对于光速飞船来说,即便是减速1%这个速度差,它减速到这个新速度需要多长时间?这个时间决定了加速度的大小。

如果这个减速过程是瞬间完成的——也就是我们常说的“突兀地”——那么你感受到的加速度确实会非常非常大。大到足以让你身体内部的组织因为无法承受而产生损伤。不过,即便如此,“摔成肉泥”这个说法还是有点夸张了,更像是瞬间骨折、内脏破裂。

但是,在现实的科幻设定中,或者我们对“光速飞船”的合理想象中,这种“突然”进行如此大的速度改变,往往是要付出巨大代价的,不仅仅是对乘客,对飞船本身也是。 飞船的设计者们当然会考虑到这个问题。

一种可能的解释是,飞船的减速系统是非常先进的。它们不会像汽车刹车那样,直接让飞船的“动量”瞬间改变。相反,它们可能会通过一些我们难以想象的物理机制,比如反重力、时空扭曲,或者某种能量场,来平缓地“卸载”飞船的动量。

关键在于“减速1%”这个过程本身是用多大的“时间”来完成的。

如果这个减速过程是在一瞬间完成的(比说0.001秒),那么加速度会非常大,大到可以瞬间压垮人体。 即使是1%的速度变化,如果是在如此短的时间内完成,其对应的加速度也是天文数字。
但如果这个减速过程是在几秒钟、几十秒钟,甚至更长的时间里完成的,那么你感受到的加速度就会很小,甚至可以忽略不计。 就像你坐在飞机里,飞机加速起飞,你感受到的推力,和汽车加速给你的推力,虽然速度变化都很大,但因为时间不同,你感受到的“压力”截然不同。

所以,问题不在于1%的速度改变本身有多大,而在于这个改变是如何实现的,以及花费了多长时间。

设想一下,如果你的飞船有一个非常精妙的“惯性缓和系统”。当你按下减速按钮时,这个系统会逐渐地、均匀地降低飞船的速度。在这个过程中,它会同时产生一个反方向的力,抵消掉你身体因为惯性想要继续前进的那部分力。

换句话说,这个系统会让你和飞船一起,以一个相对舒适的加速度,共同完成这个1%的速度降低。 你会感受到一股温和的推力,把你推向飞船的前方,刚好抵消了你想往前冲的惯性。你可能只会觉得身体稍微往前倾了一下,就像汽车轻微刹车一样,然后就适应了新的速度。

“摔成肉泥”这个说法,更像是描述了那些没有先进缓和机制、直接粗暴地改变速度的情况。在科幻作品中,那种“光速旅行”往往伴随着极其超前的技术,而这些技术通常也会考虑到对乘客的舒适度和安全性的保护。

所以,总结一下:

1. 惯性是存在的: 你的身体确实会因为惯性试图保持原有的高速。
2. 1%的速度变化不是瞬间的: 飞船的减速系统会让速度在一定时间内降低,而不是像开关一样瞬间改变。
3. 加速度是关键: 关键在于减速这个过程的“加速度”有多大。如果减速过程足够平缓(即加速度足够小),那么乘客就能舒适地适应。
4. 技术是保障: 拥有光速飞船的技术,很可能也拥有能够处理这种惯性效应的先进技术。

因此,你的光速飞船减速1%,里面的乘客大概率只会感受到轻微的推力,或者仅仅是发现周围的景色开始以一种新的方式变化,但绝不会变成一滩肉泥。那样的惨状,留给那些没有想象力、只懂粗暴加速的低级文明吧!

网友意见

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题主的题干至少有两个用词不明确:“光速”和“突然”。

首先,如果这真是一艘“光速飞船”,那么恭喜,咱马上就能看到牛顿和爱因斯坦等一大票人怒掀棺材板,因为它已经成功违反了几乎所有已知定律。它破坏了时空因果结构、狭义相对论基本假设、分母不能为0,它需要无穷大能量、拥有无穷大质量、观者测得空间长为无穷短、密度为无穷大...更多的就不提了,总之你只需要知道,光速比你想象的“硬”得多,再怎么说它也是个由μ0和ε0决定的基本常数,要打破它等于篡改物理规律,就好比中二少年妄图成为上帝一样。别被软科幻洗脑了。

当然,阿库别瑞度规以及Kerr黑洞的无限红移面内可能出现坐标超光速,哈勃宇宙的膨胀也允许遥远星系间的移动速度出现坐标超光速,但那没有改变“质点世界线是类时曲线”的基本准则。因此,题主的条件“光速飞船”完全不成立,我们姑且假设题主说的是一艘接近光速的飞船。

在减速时,依照乘客的状态,分为两种状态:1.前方有阻挡物,或者说乘客面对飞行方向的后方坐着,在前面有椅子挡着。2.乘客面对飞行方向,且他的安全意识不太好,没有系安全带。

然后就是“突然”,请问突然是多长时间?学过初中物理的都知道a=Δv/Δt。姑且假设这个“突然”长达二十分钟,易知加速度约为3000m/s^2(暂时假设“1%”是相对飞船系而言,懒得按狭相算速度变换),也就是,在第一种情况中乘客会被以300倍地球重力碾在椅子上,按人体承受的极限加速度为12G来看,显然他们将当场去世。如果这个“突然”再“突然”一点,暂时不考虑飞船的引擎是如何做到这么大的加速度的并把飞船船体当作绝对刚体考虑,而且取第二种情况,那么这群人将当场以1%光速作匀速直线运动,直直离开座椅被轰在前面的舱壁上,别说肉泥了,骨灰都给你扬喽。

此外,虽然0.01c不足以克服人身上多数元素的势垒,但考虑到隧穿,乘客们依然可能有一部分原子发生聚变,其体内的C-12或O16与氕核相撞,放出大量能量,为这堆肉泥增添了一份绚丽。

如果考虑到速度变换,以静止系的1%来算,飞船内观者感到的加速度显然更大,所以这些可怜的乘客只会被压/摔得更惨。

综上所述,在对题主的条件进行一番必要补充后,得到的结论是:会,而且这个肉泥将不是一般的糜。

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