如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

2020-05-15 李瀾時尚達人

近代科學史上,誕生了一位非常偉大的科學家,他就是愛因斯坦。相信很多人對於愛因斯坦並不陌生,在我們剛接觸物理的上學期間,教科書就有關於他的介紹和描述。

愛因斯坦最偉大的成就就是提出了相對論,相對論是一門非常偉大的科學理論。它可以衍生出很多的科學理論,指導著後世人類科學的研究,有人指出,相對論的影響力可能還會再續數百年,由此可見,愛因斯坦是多麼的偉大,他的一個理論讓無數的科學家研究了上百年,還只是掌握了皮毛。

愛因斯坦相對論向我們展示了空間和時間的奧秘,通過相對論的衍生,愛因斯坦還提出了著名的鐘慢效應,也可以稱之為時間膨脹理論。它告訴我們,當物體的速度不斷加快的同時,所經歷的時間流逝速度也在不斷變慢。當物體的速度無限接近光速的時候,時間也在不斷接近靜止。

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

鍾慢效應提出之後,再次讓科學界沸騰了,如果此理論是正確的,那是否意味著當我們乘坐光速飛船飛行的時候,飛船內的時間就會完全靜止不動?理論上的確如此,可是根據愛因斯坦相對論,有質量的物體速度只能無限接近光速而無法到達。原因就是當物體的速度接近光速的時候,它需要的能量也是無窮大。

在鍾慢效應的影響下,有人提出了這樣一個問題:如果我們乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?事實上,這個問題本身就有一個錯誤,前面我們所說了,有質量的物體,它的速度只能無限接近光速,所以飛船的速度也只能無限接近光速。

如果飛船的速度真的達到了光速,飛船內的時間已經失去了意義。當飛船從地球以光速出發之後,除非指定一個要到達的目的地,否則飛船內的人是無法知道時間到底過去了多久,因為這個時候飛般內的時間是靜止不動的,即使以地球的時間飛行了一年,一百年或者一千年,飛船內的人們都不會感覺到時間的變化。

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

因此,只有以亞光速飛行來進行這個問題的探討研究才有意義。當我們乘坐的飛船,以接近光速的速度前行時,對於置身外部的事物來說,它宛如一道亮光,瞬間便消失不見,而對於身在飛行器內部的事物來說,飛行器只是在快速行進。

這個時候,我們以地球的時間為參照物,飛船內的人會感覺到時間過得好慢,如果飛船內有鐘錶的話,會看到時間指針移動的速度非常慢,一分鐘的時間對於外界來說只是一剎那就過去了,那麼飛船內的人是感覺一剎那呢還是非常漫長?事實上,不管是地球上的人還是飛船內的人,對於一分鐘的感覺快慢都是一樣的。

飛船內的人也會感覺到一分鐘的時間非常快,很快就完成了一分鐘的太空遨遊。可是當他們回到地球之後,看到的地球時間卻完全不同了,地球過去的時間遠遠超越一分鐘,那麼具體會是一個什麼樣的比例差異?

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

科學家曾以狹義相對論和鍾慢效應為基礎,估算了時間縮短倍數。運用時間縮短倍數進行分析,我們可以知道,當事物飛行速度達80%光速時,時間縮短約1.6倍;當飛行速度達到90%光速時,時間縮短約2.3倍;當飛行速度達99%光速,時間縮短倍數約為7倍;而當飛行速度達99.9999%光速即無限接近於光速時,時間縮短倍數可以達到數百萬倍。

由此可見,當飛船的速度越接近光速,這個時間膨脹效應越明顯,因此,飛船以無限接近光速遨遊太空一分鐘,回到地球之後,地球的時間有可能過去了十幾年,幾十年。原來的朋友和親人都已經變老或者已經不在了,地球也跟出發的時候大不一樣,要知道幾十年的科技發展,能夠讓一個城市發生非常巨大的變化。

由此可見,亞光速飛行雖然是一次難得的超速體驗,但是對於一個人來說,同樣也是一件痛苦的事情。有可能當你完成一次超光速飛行,回到地球之後,曾經的朋友親人早已不再了,留下你一個人孤獨的生活。

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

可能不少人通過亞光速飛行看到了穿越未來的可能性,如果我們乘坐亞光速飛船飛行一年的時間,那是否意味著,當我們回到地球之後,地球已經過去了幾千年?如果鍾慢效應是正確的,理論上的確如此,亞光速飛行就相當於一次未來穿越之旅。只不過,這種穿越是單向的,只能不斷向未來前進,而無法讓時間倒回。

當然,以上這些有關速度跟時間的這種關係,目前還只是人們的一種猜想。雖然科學家在實驗室中,的確發現了速度越快,時間會有變慢的現象,但是無限接近光速的情況下,時間是否也會趨勢靜止,現在依然沒有辦法去證明。

事實上,更多的人們並不相信無限接近光速狀態下,時間會無限接近靜止狀態。如果真是這樣,那未來人類的太空探索還不亂了套?要知道光速在我們的眼裡是宇宙中最快的速度,可在宇宙尺度面前,這個速度仍然只是龜速。

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

如果人類在未來實現了亞光速飛行,那麼太空人的每一次太空遠航,是否都意味著跟親人,朋友的永別?比如未來我們以亞光速飛行前往距地球4光年外的比領星系,飛船花費了數年的時間到達了比領星系,是否意味著地球已經過去了很久?

其實這一切我們仔細想想都覺得不大可能,要知道人類未來的科學成就可不是慢如龜速的光速飛行,以這樣的速度我們連銀河系都無法走遍,更不要說走遍宇宙了。所以超光速飛行才是宇宙中正常的航行速度,雖然以現有科學體系下,物體的速度受到了光速的限制。

可是隨著科技的快速發展,打破光速限制理論在未來必然會實現,如果鍾慢效應是正確的,那是否意味著當飛船的速度超越光速的時候,時間會倒流?當我們以超光速飛行完成一次星際旅行回到地球之後,地球反而回到了過去?這一切是否顯得太荒唐了?

如果乘坐光速飛船從地球出發,遨遊一分鐘返回,地球過去了多久?

因此,鍾慢效應可能並不是我們理解的那樣,時間的確會隨著速度的增加有所減慢,可是這個減慢它也是有限制的,並不是會實現所謂的無限接近靜止狀態甚至是時間倒流。當速度增加到一定程度的時間,時間也就不會再發生變化,所以當我們以光速飛行或超光速飛行進行一次星際旅行之後,地球的時間也不會出現大幅變快,更不會倒流回到過去。

當然,有關空間和時間還有太多的奧秘等著我們去破解,而人類現在對空間的理解非常有限,對時間的本質更是一無所知。所以,我們並不是知道宇宙的時間到底是什麼?而人類所認知的時間概率只不過是我們自己的定義,它並不是時間的本質。

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  • 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?
    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。光速是宇宙速度的極限,根據愛因斯坦的相對論,沒有東西可以比光移動的速度更快。
  • 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
    ,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。
  • 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
    ,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?
  • 乘坐光速飛船,在宇宙中旅行一年,地球上過去了多長時間?
    我們常常會說,一山更有一山高,每個人觀察世界的角度都被自己的眼界限制,就像是地球上的最高峰是珠穆朗瑪峰,但是宇宙中有無數的類地行星,很多星球上的山峰都要比珠穆朗瑪峰高,很多時候並不是答案不正確,只是看待問題的角度不同。
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    我們都知道世界上最快的速度是光速,真空中光速每秒可以達到30萬千米,這個速度從地球一秒多就可以到達月球,太陽光到達地球也只需8分鐘,可以說是人類難以想像的快。現實是人類如果想要進行星際旅行,就必須達到亞光速甚至光速才能勉強進行星際旅行,為什麼說勉強呢,因為光速雖快,但是和宇宙的大小相比,簡直就是蝸牛一樣慢,而且星體星系之間相距甚遠,動不動就幾十光年的距離,光都要跑幾十年,人類哪能等那麼多年!
  • 如果駕駛亞光速飛船,飛行一分鐘後再返回地球,還能見到家人嗎?
    ,在飛行一分鐘後返回地球,地球在此過程中時間流逝的問題。那麼,假如以光速飛行一段時間後再返回,這種情況就會被打破了,一方面從地球出發到加速到光速,再從光速減速到靜止,然後再加速返回,在到達地球後又進行減速直至靜止,這個過程中經歷了多次加速和減速的過程,此過程將不再適用於慣性參照系的物理規律,同樣狹義相對論也不適用,因此「雙生子悖論」不會產生,只能以打破慣性參照系的那一方為基礎,通過它所在參照系的時間流速來衡量地球上的時間流逝,這樣我們就得出了地球上的人所經歷的時間
  • 當我們以亞光速從地球出發,1年後返回,地球上有什麼變化?
    同時,愛因斯坦也表示,如果人類可以無限接近光速飛行,那麼時空就會發生變化,換句話來說,當我們亞光速出發飛離地球1小時後返回,地球早已經不是1小時之前的模樣。簡單來說,當我們坐著亞光速的飛船離開地球,我們過去的1小時,對於地球來說很可能是1年甚至更久的時間,根據公式計算,如果我們以0.99999624c的速度飛離地球,我們在飛船上1小時的時間大約地球上會過去半個月,不過,如果我們的速度為0.999999999999無限接近光速去飛行,那麼當我們返回地球的時候,地球很可能早已滄海桑田。
  • 當我們以亞光速從地球出發,1年後返回,地球上有什麼變化?
    同時,愛因斯坦也表示,如果人類可以無限接近光速飛行,那麼時空就會發生變化,換句話來說,當我們亞光速出發飛離地球1小時後返回,地球早已經不是1小時之前的模樣。簡單來說,當我們坐著亞光速的飛船離開地球,我們過去的1小時,對於地球來說很可能是1年甚至更久的時間,根據公式計算,如果我們以0.99999624c的速度飛離地球,我們在飛船上1小時的時間大約地球上會過去半個月,不過,如果我們的速度為0.999999999999無限接近光速去飛行,那麼當我們返回地球的時候,地球很可能早已滄海桑田。
  • 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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    在相對論沒出現之前這個問題的答案就是:三十歲的太空人乘坐光速飛船飛離地球再返回用掉了150「地球年」,返回地球的是180歲的太空人屍體。這個回答應該好多人都沒有意見吧!如果在速度為光速或者亞光速的時候如果再用經典物理學去計算研究誤差就會很大不可忽略了,此時就要用相對論來探討。這個問題用狹義相對論來解釋會有另外一種答案,這個太空人返回地球大約還是三十歲!為什麼要說大約哪?繼續往下看。
  • 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?
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    有人問:如果以光速離開地面一分鐘,馬上返回,到達地面後,地球上過了多久?諸如此類問題多如牛毛,過去時空通訊也多有闡述,但既然感興趣者眾多,就在說說。這個問題本身概念模糊,不知所云。以光速離開1分鐘,是光速飛船裡的人感受1分鐘,還是外面的觀測者時間1分鐘呢?這個馬上返回又是什麼意思呢?是行駛了1分鐘突然原速返回,前後一共用了2分鐘,還是有其他什麼意思呢?
  • 以光速在宇宙中飛行24小時,返回地球後,你在家人還在嗎?
    人類在沒有走出地球之前,人類的夢想是有一天遨遊整個地球,看遍地球每一個角落的風採。而這樣美好的願望,在人類走進文明時代的5000年後實現了,人類雖然誕生有數百萬年,但是真正進入文明發展的時間只有5000年左右。也就是說,人類用了5000年左右的時間就實現了走遍地球的遠古夢想。如果現代人可以穿越回數千年前,告訴古人,數千年後人類就可以自由走遍這個世界。
  • 一人駕駛接近光速的飛船飛行一分鐘後回到地球,還能見到家人嗎?
    有人說,題目中不都這麼清楚明白地說了飛行一分鐘之後回到地球嗎?既然這樣的話,那麼地球上過去的時間不也就來去兩分鐘的時間嗎?可能在大多數人的眼裡確實只經過兩分鐘,但是愛因斯坦告訴你,真相可能沒有這麼簡單。
  • 光速飛行1年返回,地球上已經是滄海桑田,這該如何理解?
    按照狹義相對論來講物體的運動速度越快時間的流逝速度就會越慢,在這種因素的影響下就可能產生高速飛行一年地球過去百年的的情況。在這裡所說的是高速或者說亞光速,並不能說成是光速運動。按照愛因斯坦狹義相對論的理論限制,有靜止質量的物體是永遠都達不到光速的,理論上來講只能無限接近於光速。而如果想要在時間上看出差異性,速度必須要接近於光速才行。
  • 以光速飛離地球,1分鐘後返回,這個世界會有什麼變化?
    也不是沒可能,只需要人類實現光速就可以。因為如果人類可以光速飛行,那麼人類從地球出發,以光的速度在太空中前進,只需要4.2年的時間,就可以抵達比鄰星了。而且如果人類未來還可以掌握「低溫休眠」技術,那麼當經過了漫長的星際航行在比鄰星上醒來的時候,人類仍然會是年輕的模樣。
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    在宇宙中,時間的流速其實並不一致,引力較強的地方時間流速會更慢,一個物體移動的速度越接近光速,相對正常速度的參考系下,時間流速同樣會變慢,那麼乘坐一艘0.9999倍光速的宇宙飛船,進入宇宙中旅行一年,回到地球後還能看到自己的家人嗎?