不用任何公式，用白話就能說明：光速離開一年，地球上過了多久？

2020-10-18 星辰大海種花家

曾經這是一個很容易回答的問題，拿出光速的鐘慢效應公式簡單一算就知道了，但這樣並不能說明問題，因為這個公式是狹義相對論中延伸出來的，屬於暴力解決型，要讓大家透徹理解這個問題，還真有點不容易，也許廣義相對論可以。

牛頓的絕對時空觀到底說了什麼？

大神牛頓發現了三大運動定律和萬有引力定律之後，一直試圖解釋引力是靠什麼傳遞的，他借用了亞里斯多德的以太的概念，來解釋天體之間萬有引力的傳遞。牛頓認為時間和空間是兩個獨立的概念，彼此之間沒有聯繫，兩者具有絕對性，儘管科學界對此也將信將疑，但苦於實在找不到引力傳遞已經反駁牛頓驗證的方式，另外也看在三大運動定律和萬有引力定律在天體觀測中都解決了大量實際問題份上，大家就先信了牛頓的鞋，因此牛頓的以太說支持下的絕對時空觀。

但好景不長，科學界的發現總是不斷的挑戰絕對時空觀， 1859年法國天文學家勒威耶發現的水星進動問題首先就觸碰到了牛頓的絕對時空觀，因為怎麼計算都發現水星應該和觀測到的軌跡不一致，它肯定在太陽周圍繞彎路了，但也缺少證據。

1887年的麥可遜莫雷實驗則推翻了以太假說，當然科學界不會如此武斷，這個實驗斷斷續續到二十世紀初仍然在激烈討論中。

如何通俗的來理解愛因斯坦的廣義相對論

簡單的說，廣義相對論認為是質量改變了空間的結構，使得水星在太陽周圍的彎曲空間中「迷路」了，這就是以絕對時空為依據計算和實際觀測之間差異的根源，表面似乎只解決了水星進動問題，但事實上卻是將牛頓的絕對時空觀直接拉下了神壇。

廣義相對論認為，時空是一個不可分割的整體，質量在改變空間的同時也改變了時間，這個結論是震撼的，比如說我們兩個帶著校準好的原子鐘，旅行去了一個地方，回來卻發現兩個鐘不一致了，這不是挑戰認知麼？事實上就是這樣，能改變時間的不止是質量，還有速度。

廣義相對論的時空觀認為，時間和空間不是獨立的概念，它們之間的紐帶是速度，速度越快在單位時間內跨越的距離就越遠，但就時空結構而言，這個速度有一個上限，那就是光速！光速就是時空的結構特性，也許我們可以簡單的理解為，空間的距離就代表著時間，而這個衡量尺度就是光速！

因此當我們話題中的速度達到光速時，衡量空間的尺度就依然有效，但時間卻處在了比較尷尬的地位，因為你會發現似乎不需要時間光速就能跨過這個尺度，當然這是針對光速旅行者而言，因為根據相對論時空觀，觀測者所處的位置時間仍然正常流逝，而對於觀測者而言，光速旅行者已經永生，但這個理論卻並不適用光速旅行者，因為光速旅行者的計時工具中時間依然在流逝，但這個時間與外界時間已經不再同步。

我們無法將一個停滯時間中的過去的一段時間換算成觀測者所處的時空中的時間，因為這將出現一個除數為0的算式，所以對於這個問題："光速離開地球一年，再以光速返回，那麼地球上過去了多長時間？"需要尋求答案時，將會非常困難，因為這不可換算！

科幻小說和電影中描述

對於時間的描述，科幻小說《三體》中星環號載著死神程心以極度接近光的速度到達目的地，只用了52小時就跨過了在地球人看來需要287年才能到達距離，而事實上地球真正經過的時間就是287年，這就是速度的魅力！

關於質量影響時間，《星際穿越》中的形容是很透徹的，卡岡圖雅黑洞附近的米勒行星受到引力影響，時間變慢，而軌道上的老黑卻是普通時間，如果不是以廣義相對論理解，那麼這劇情就是BUG，但各位肯定不會這樣認為。而最終庫伯被關閉的五維空間丟到了土星附近，很多朋友問，庫伯的太空衣內氧氣有限，為什麼被巡邏飛船發現是還沒死？當然這是劇情需要，但從另一個角度來解釋，黑洞內受到巨大引力影響，這是一個只能用理論物理來討論的世界，時間？也許不需要的，外界多久都可以，對於庫伯就像剛剛發生。

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    ，月球是距離地球最近的星球，如果有一艘光速飛船的話，那麼從地球上到月球上所需的時間不足兩秒鐘，而幾十年前人類從地球前往月球可是整整花了十幾天的時間。首先，相對論禁止人以光速運動，因為人是有靜止質量的，加速到光速需要無限能量。如果有人以足夠接近光速的速度離開地球，然後再以相同速度返回，那麼，地球上的時間會過去多久呢？
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  • 人以光速離開地球一年,再以光速回到地球上,實際上過去了多長時間?
    之前在菜葉網上看過相關的資料，目前光速是全宇宙最快的速度，光速達到了每秒30萬公裡，而人類目前飛得最快的飛行器也不過幾十千米每秒，這還不到光速的百分之一，月球是距離地球最近的星球，如果有一艘光速飛船的話，那麼從地球上到月球上所需的時間不足兩秒鐘，而幾十年前人類從地球前往月球可是整整化了十幾天的時間。
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    雖然在地球上，我們坐飛機和高鐵等，已經感覺交通非常的方便，想去任何一個地方也大多非常的便利，但是在宇宙中航行卻將時間和距離無限放大，就拿太陽系來說，人類目前的速度想要飛出太陽系，如果外圍真的存在奧爾特星雲，那麼則需要上萬年的時間。
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