假設有人以光速太空飛行10年返回地球，結果怎樣，會變年輕嗎？

2020-10-03 趣味探索

時間到底是什麼？相信有不少人在閒暇時光裡思考過這個問題，我就是其中之一，說簡單一點，時間就是智慧人類創造出來的一個抽象名詞，好用來記錄事件發生的順序和過程，所以時間應該是不可逆轉的，不論你在做什麼，「時間之箭」只向一個方向飛行，從未停止。

儘管有不少頂級物理學家支持這樣一個看法：如果人類未來能完全解開隱藏在時間裡的奧秘，那麼人類就能製造出時空機，實現時空穿越，讓時間倒流，回到古代，就像近幾年來比較火熱的穿越劇一樣，但截至2020年9月，沒有任何科學實驗能證明時間真的可以倒流。

千百年來，人們一直認為每個人每天時間是相等的，都是24小時，但是1971年10月的銫原子鐘實驗證明了一個事實，時間流速與單個物體的運動速度有著密切聯繫，雖然時間不可逆轉，但是時間流逝速度是可以被改變的，這也證明了每個人的時間並不是相等的。

那麼，假設有人駕駛光速飛船在外太空中飛行10年後返回地球，那麼他變年輕，還是變老呢？要回答這個問題，需要先了解一下，世界著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦於1905年提出的狹義相對論，狹義相對論提出了一個重要理論：光速不變原理。

光速不變原理就是一個神奇理論，不符合之前的物理學理論，打破了我們的認知，的確讓人無法理解，因為你不管從哪個角度來測量，光的速度一直不變，被科學家視為是一個不變常數。事實上，早在1887年麥可遜－莫雷實驗之後，科學家們就開始意識到光速可能是一個不變常數，相對運動理論在光速面前不堪一擊，完全被推翻了。

什麼是光速不變原理，如何理解？簡單來說無論你的速度有多快，不管是逆著光向飛行，還是順著光向飛行，你所看到的光速恆定不變。

假如地球向30萬公裡外目標發射一束雷射，如果把光速看成30萬公裡一秒，那麼60萬公裡外目標在2秒後收到這束雷射，這應該很好理解，此時有一艘飛船以每秒6萬公裡速度從地球飛向目標，也就是說順著光移動方向飛行，按理說飛船上測量的光速應該是30萬公裡減去6萬公裡，等於24萬公裡才是，但事實上光速測量值還是30萬公裡，這就是光速不變原理。

假設光速不是一個常數，那麼宇宙存在不合理，因為每一個天體都在快速運動中，銀河系在運動，太陽系在運動，地球也在運動，光速會因此而變慢和變快，所以宇宙中應該有的光飛得快，而有的光應該飛得慢，但是我們所見到光都是一樣快，肯定了光速不變原理。

光速不變原理推導出另一個重要理論：物體運動速度越快，時間流逝速度就越慢。我們來接著分析以上例子，飛船以每秒6萬公裡飛向目標，飛船測出光速仍是每秒30萬公裡，以飛船作為參考單位，從地球發出一束雷射將在1.67秒後抵達目標，也就是說飛船上的時間才過1.67秒。

那麼一個棘手問題來了，一束雷射抵達60萬公裡外目標不可能出現兩次，既是2秒鐘後抵達，又是1.67秒後抵達，這顯然存在問題，因為任何一個物體抵達一個目標只能是一次，不可能分身成兩次抵達，這個道理相信沒人不明白。

那麼，一束雷射抵達60萬公裡外目標到底需要2秒，還是需要1.67秒，又或者是其它時長呢？於是得出一個驚人結論：那就是飛船內時間變慢了，也就是說外面世界時間過去了2秒，而飛船內時間才過去了1.67秒，如果飛船以更快速度在飛行，那麼飛船內時間變得更慢，或許地球時間過去了1年，說不定飛船內部才過去1個月。

那麼現在假設，有人駕駛著光速飛船在外太空中飛行10年後返回地球，結果又會怎樣呢？根據光速不變原理，地球上時間過去了10年，而飛船上時間才過去5年，也就是說他回到地球後的年齡要比實際年年輕5年，是不是很不可思議。

所以時間看似是公平的，但實際上每個人每天時間實際並不相等，移動可以讓時間放慢，而靜止狀態相對時間要快，比如國際空間站上的太空人和地面人類相比起來，時間肯定要慢，只不過這種差異極小，幾乎可以忽略不計。

如果換一個角度重新看上述例子，可能又有一番領悟，若把飛船內部時間視為正常，那麼飛船外時間變快了，所以時間流逝速度的快慢，主要看參照物是誰，這不得不讓我認為，在浩渺宇宙中，或許每一個星系時間流逝速度不同，相對地球時間而言，有的可能快，有的可能慢。

這就是隱藏在時間內的奧秘之一，相信未來人類將會揭開更多有關時間的奧秘。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號：有趣探索

相關焦點

  • 一個人以光速在宇宙飛行10秒,再返回到地球,家中的父母還在嗎?
    人類一直有一個星際旅行的夢想，不過以人類的技術要想實現星際旅行還很遙遠，目前人類飛行速度最快的載人飛機是SR-71偵察機，它的速度為3.3馬赫，相當於4000公裡每小時；地球大氣層內最快的飛行器為X-43(無人機)，它的速度為每小時1.15萬公裡；而在太空中，人類製造出飛行速度最快的飛行器為
  • 一個人以光速飛行10秒鐘,然後再返回地球,他還能見到家人嗎?
    以光速飛行的時候，時間會停止對於時間膨脹效應這個科學預言，科學家只是初級驗證了時間真的會隨著速度變快而變慢，驗證的方法是利用了高精度的原子鐘，方法是這樣的：在飛機上放置一個原子鐘，然後在地面上也放置一個原子鐘，科學家發現飛機高速飛行時的原子鐘的時間真的過得比地面上靜止的原子鐘要慢一些，不過對於速度達到光速時間就停止這個核心結論就無法驗證了
  • 以光速飛離地球,一小時後返回原地,將會看到怎樣的變化?
    而假設在條件成立的情況下，人類以光速離開地球，並且在一小時後立馬返回地球，這個人會經歷什麼有趣的事情呢？首先，以上所說的光速飛行是存在兩種情況的，而依據情況的不同，這個以光速飛行的人所經歷的事也完全不一樣。首先，我們必須設定好參照物。
  • 如果有人以光速飛到宇宙中，1天後返回，他的家人還在地球上嗎？
    如果沒有光速飛船，我們在宇宙中寸步難行。考慮到1光年是以光速前進1年的距離，而銀河系直徑超過10萬光年，銀心離我們2.6萬光年，即便有光速飛船，也要幾萬年的時間才能遨遊銀河系。那麼，是否意味著光速飛船在浩瀚宇宙中仍然寸步難行呢？
  • 人以光速離開地球一年，再以光速返回地球上過去了多長時間？
    俗話說「天上一日，地上一年」，在很多神話故事中，人們把超越地球空間範圍的旅行確認為「天上飛行」，在天上快速飛行一段時間之後，再返回人間，世間的時間尺度將與旅行者完全不一致，好像人間的時間被快進了一樣。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？
  • 人以光速離開地球一年,再以光速返回,地球上過去了多長時間
    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？ 如果太空旅行者的運動速度能夠達到0.866c，當他在太空中飛行1年返回地球上之時，地球上的時間已經是兩年之後
  • 人以光速離開地球一年，再以光速返回，地球上過去了多長時間
    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？如果太空旅行者的運動速度能夠達到0.866c，當他在太空中飛行1年返回地球上之時，地球上的時間已經是兩年之後。地球人會認為太空旅行者是在前年離開地球，而不是去年。
  • 如果有人以亞光速飛行1天後回到地球,他的家人還在嗎?
    說到這裡，有人可能會說了，既然飛船相對於地球運動，反過來，也可以認為地球相對於飛船運動，畢竟宇宙中沒有絕對靜止的參照系。在這種情況下，地球上的時間過得比飛船上更慢。那麼，究竟是哪個參照系的時間變慢了呢？
  • 光速飛行1年返回,地球上已經是滄海桑田,這該如何理解?
    如何最簡單的理解光速飛行一年地球過去100年？這種說法很多人都非常的不理解，為什麼時間的尺度會發生變化？按照牛頓所堅持的絕對時空觀，任何人在任何地方所經歷的時間都是一致的沒有改變，不能說每天公司規定是早上9點上班，你每天都10點來，跟老闆說咱們倆的時間是不同的，你老闆可能直接就給你踢出來了。這種時空觀深深的刻印在每個人的腦中，但愛因斯坦如果還在世的話，他會告訴你你所堅持的都是錯誤的。
  • 以光速在宇宙中飛行24小時,返回地球後,你在家人還在嗎?
    這樣的豪言壯語，在現在估計同樣會被很多人恥笑，認為這是在做夢。宇宙大到沒有邊際，光速也只是龜速，而愛因斯坦的相對論又告訴我們，有質量的物體速度只能無限接近光速。既然光速是一個極限，那人類又如何走遍宇宙？對於未來的事情我們難以給出判斷，而我們今天要討論的也不是人類是否能夠走遍宇宙，而是另一個跟光速有關的話題。那就是以光速在宇宙中飛行24小時，返回球後，你的家人還在嗎？
  • 以光速飛離地球,1分鐘後返回,這個世界會有什麼變化?
    而人們的壽命去掉我們的成長期和老年期，其實滿打滿算可以工作的時間，也就在30-40年左右，這意味著人類還沒等飛出太陽系，就已經死掉了。前段時間，科學家們接收到了來自比鄰星的神秘信號，這讓很多人都相信，比鄰星上有一個和我們類似的文明存在，那麼，人類未來有機會去比鄰星上看看嗎？也不是沒可能，只需要人類實現光速就可以。
  • 假設光速飛出地球一百年，人會死嗎？時間變慢了，身體會變老嗎？
    ，那麼最晚只要再過5年，也會有人推出！光速飛船中的人感覺時間變慢了嗎？遠離時光速飛船中的人看地球上的人會怎麼樣？接近時光速飛船中的人看地球上的人會怎麼樣？很多朋友認為光速飛船中的人時間會變慢，其實不然，這自身參考下下，時間是一樣的，比如你的手錶走過了24小時，你就要吃三頓飯+睡一覺，少吃一餐就會覺得餓得慌，所以當你的鐘表過了100年的時候估計應該掛在牆上了！
  • 如果人類能達到光速,並且在宇宙飛行1分鐘,回到地球後會怎樣?
    到了20世紀的時候，愛因斯坦開始嶄露頭角，他在1905年提出了相對論。這個結論讓許多科學家感到十分擔憂，牛頓所提出的結論是那麼的完美，但是愛因斯坦卻提出了截然不同的觀點。愛因斯坦認為，其實時間與物體本身的運動速度是有關的，當運動速度越快，時間流逝的將會越慢，而如果速度無線與光速接近，那麼在某種程度上也意味著無限接近靜止。不知道大家有沒有看過《星際穿越》這部電影，在電影中便出現了宇宙中的一小時，等於地球上7年的橋段，這其實就是因為引力太大了，導致時間的流速變慢。
  • 如果一個人光速飛行10秒鐘後返回地球,他還能見到自己的家人嗎?
    這樣的問題是非常有意思的，因為答案打破了常規思維方式，如果一個人光速飛行10秒鐘，再返回地球，那麼他將永遠都見不到自己的家人，地球上會發生滄海桑田的變化，今天我們就把這個問題徹底地搞清楚。在物理學中科學家設想了一種「光子鍾」，從它的原理可以知道這個「光子鍾」是非常精確的，首先尋找兩塊反射鏡平行放置，兩塊鏡的距離是30cm，那麼按照真空中光速30萬公裡每秒來計算，光子在兩塊發射鏡之間往復運動5億次就是1秒鐘。此時可以設想如果一個人帶著光子鍾坐進快速飛行的飛船，同時地面上有一個人拿著光子鐘不動。那麼結果就是地面上的人看到飛船中「光子鍾」往復運動的光子走的是一條斜線。
  • 如果一個人以光速飛行1小時後返回地球,他會看到什麼變化?
    筆者：三體-小遙在人們的普遍認知中，光速飛行並不現實，因為重力加速度等原因，宇宙中除了光線和宇宙膨脹速度之外，幾乎不存在光速飛行的物體。以人類目前的科技發展水平而言，實現光速飛行似乎更不現實，因此我們只能在科幻作品中滿足這些想像。設想一下，拋開生理結構等問題限制，如果有人能夠以光速飛行一小時，再次回到地球的話，將是怎樣一番景象呢？對此，多數科學家認為，需要分兩種情況討論。一種情況是，以飛行者本身為準，讓他攜帶一塊手錶計時。
  • 如果速度達到光速,時間會停止嗎?還是說會倒流?
    如果速度達到光速，時間會停止嗎？還是說會倒流？只能說，在目前我們所在的四維時空下，任何在絕對速度上企圖達到或超越光速的想法都是一廂情願，也是不現實的。相信很多人明白這點，因為狹義相對論早已告訴了我們，但是不少人總是「心存幻想」，想像各種方式同時假設各種條件去「超光速」飛行！比如這個問題就很常見。狹義相對論告訴我們，速度越快，時間就相對越慢，所以很多這樣想，如果達到光速，時間是不是就停止了？
  • 如果20歲的太空人駕駛光速飛船飛行10年,他再回地球時是幾歲?
    不過，這種速度與每秒將近30萬公裡的光速相比差得很遠。因此，有關光速運動下的種種現象，大部分情況下只能依賴於思想實驗，這篇文章的提問也是如此。如果20歲的太空人駕駛光速飛船在宇宙中飛行10年，那麼，當他飛回地球時，他會是多少歲呢？
  • 以光速飛離地球,一小時後回來,會發生什麼有趣的事?
    但是讓一個人以光速來一場飛行的話，相信大家還是願意的，畢竟以這麼快的速度飛行可以去到很多一輩子都沒去到的地方，那麼我們來假設一下，假如一個人的飛行速度可以達到光速，那麼這個人在飛出去的一個小時後再回到地球，會有什麼有趣的事情發生呢？我們都知道，任何的運動都是需要選擇參照物的。
  • 以無限接近光速離開地球1小時返回,會經歷什麼?科學家給出答案
    人的一生會做很多後悔的事情，比如少年時代，明明很喜歡那個初戀女生，可是由於膽小怕事錯過了美好的愛情；同樣年輕的時候精力旺盛，本該是奮鬥最好的年紀，可是自己並沒有拼盡全力而是選擇得過且過，最後碌碌無為後悔不已；還有那種「子欲養而親不待」的痛一輩子都無法抹平。
  • 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?
    俗話說「天上一日，地上一年」，在很多神話故事中，人們把超越地球空間範圍的旅行確認為「天上飛行」，在天上快速飛行一段時間之後，再返回人間，世間的時間尺度將與旅行者完全不一致，好像人間的時間被快進了一樣。