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?

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！

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。

其實，這些神話故事裡所涉及的時間變化概念，在愛因斯坦相對論中得到了完美地證明。

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。

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？

如果速度更快，時間膨脹效應越顯著，例如，當速度為光速的99.9996252%時，經過1年太空飛行的人回到的將會是365年之後的地球，跟他同個時代的人早已不在人世。而如果太空旅行者以這樣的速度飛行1天，地球上的時間將會過去1年，這可謂是「天上一天，地上一年」。這就是愛因斯坦的時間虧損(慢鍾效應)理論的一個結果。

之所以有這個違背常規的理論，是在假定光速在真空環境下，速度永恆不變，且光速在宇宙中速度為最快，沒有其他物質的運動能超過它，這樣的前提條件下才證明得出的。目前，光速不變，這點已經得到證明。

太空旅行者乘坐飛船從地球上出發，需要不斷加速才能達到亞光速，回到地球上又要進行減速。也就是說，整個過程都是變速運動，而上述的公式只適合慣性參照系，也就是勻速直線運動或者相對靜止的情況。經過加速和減速之後，飛船成了非慣性參照系。

由於太空旅行者需要力進行加速和減速，所以太空旅行者會真切地感受到慣性力，真正在加速或者減速運動的是太空旅行者。加速運動不是相對的，地球並沒有加速。因此，時間變慢的是太空旅行者，而不是地球。

總之，以光速離開並返回，無論飛船上的太空人會如何因此而改變其壽命的長短，就統一的時間尺度而言是不會發生變化的。我們不能否認太空人會因高速運動而產生變化，卻將其變化歸結為時間尺度的改變。