乘坐接近光速宇宙飛船旅行一年，回到地球還能看到自己家人嗎？

2020-12-04 傑瑞科學

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？

狹義相對論中指出，光在真空中總是以確定的速度傳播，不論光源如何運動，參考系如何改變，光速都不會發生任何變化，並且光速就是宇宙中的「極限速度」，同時任何有靜止質量的物體在接近光速的過程中質量都會不斷增加，越接近光速質量就越大，最終質量會趨於無限大。

正是因為這個原因，想要讓一艘飛船的速度達到光速，需要無限大的能量，因此不論人類的科技怎麼發展，最多也只能製造出「亞光速」飛船，不能實現光速飛行。

亞光速飛船延伸出的時間問題

接近光速移動會讓時間「變慢」，是一個已經被證明的現象，一些在大氣層中就應該發生衰變的一種輕子，且可以抵達地球表面，就是因為這些輕子移動的速度接近光速，它們的時間「變慢」，對於這些高速移動的輕子來說，它們經歷時間還不足以衰變。

在任何主觀的參考系中，時間的流速都不會發生變化，只會相對於其他參考系發生時間流速不同的問題，日常生活中產生的時間流速差異都是可以忽略的，在宇宙中，只有一些特殊的情況下才可以明顯的感覺到時間流速發生了差異。

在中子星和黑洞這樣引力強大的天體上，因為引力已經足以扭曲時空，時間的流速也會發生變化，這個現象同樣被科學家證實，天空中的衛星因為距離地球較遠，受到引力的影響較少，衛星上的時間總是要比地球上快上一點，這足以證明引力會影響時間的流速。

第二種讓時間流速產生變化的情況，就是一個物體以接近光速的速度運動，越接近光速，相對時間就越慢，從這個角度來看，0.9999倍光速的宇宙飛船，已經十分接近光速，會產生比較明顯的時間膨脹效應。

假設，一個人乘坐一艘速度可以達到0.9999倍光速的宇宙飛船，這艘宇宙飛船一直進行勻速直線運動，向一個方向飛行半年後，就扭頭返航，回到地球剛好一年。

對於飛船中的乘客來說，他們在飛船生活了一年，時間流速沒有發生任何變化，但是對於地球上的人來說，這艘宇宙飛船以接近光速的速度進行相對運動，飛船中的時間要更慢，當飛船回到地球後，乘客會驚訝地發現，地球上已經過去了七十多年。

0.9999倍光速造成的時間膨脹會造成大約70.71年的時間差異，半個多世紀的時間過去，這個人很可能再也無法見到自己的家人了。

有質量的物體是無法實現光速的，但是有科學家認為，人類或許可以在未來實現「超光速」，並且不違反已有的物理規律，就是利用宇宙中的「時空曲率」，讓空間本身驅使飛船移動，從而避免光速移動需要無限能量的難題，科幻電影中的「曲率引擎」就是利用這個原理。

隨著人類社會的發展，必然會嘗試研發速度更快的宇宙飛船，否則人類無法實現星際旅行，速度太慢的話，從太陽系前往其他星系至少需要數十年甚至是上百年，一個人的一生才數十年，不製造出速度較快的宇宙飛船，人類就會被距離「困」在太陽系中。

畢竟星際旅行還需要考慮補給和食物問題，一個人長時間待在一個固定的區域還會出現心理問題，想要進行星際旅行並不是簡單的加快速度就可以，還需要有其他相關的技術作為支撐，同時也需要人類擁有強大的工業實力。

人類的理論要比科學技術發展的更快，很多物理理論得不到驗證，同時前沿的理論物理距離我們的日常生活太過遙遠，難免會讓人感覺不太真實，如果以懷疑的態度看世界，任何理論都會變得不牢固，相信科學相信知識才是正確認識時間的方式。

如果有一艘接近光速的飛船，你會選擇乘坐這艘飛船嗎？

相關焦點

  • 乘坐光速飛船,在宇宙中旅行一年,地球上過去了多長時間?
    在網上有著這樣一個問題，一個人乘坐光速飛船，在宇宙中飛行一年後，地球上過了多久？首先思考這個問題，要忽略「有質量的物體無法加速到光速」，畢竟只是一個思想實驗，無法做到百分百的嚴謹，為什麼有質量的物體無法達到光速呢？
  • 一個人以光速飛行一分鐘，回到地球後，還能見到家人嗎？
    一個人以光速飛行一分鐘，回到地球後，還能見到家人嗎？，回到地球之後，還能見到家人嗎？首先我們要知道，既然是以光速飛行一分鐘，那麼這一分鐘是指飛船的一分鐘，而不是地球的一分鐘，這一分鐘，對於一光速行駛的人來說，僅僅只是一瞬間而已，但是對於地球上面的時間來說，卻是有可能過去了上百年，甚至上千年的時間。
  • 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。
  • 如果有人以亞光速飛行1天後回到地球,他的家人還在嗎?
    根據愛因斯坦的狹義相對論，亞光速飛船上的時間會過得比地球上慢，因為飛船相對於地球運動。只要飛船的速度足夠接近光速，對於地球參照系來說，飛船上的時間趨於靜止。
  • 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？
    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。
  • 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。
  • 乘光速飛船一年後會怎樣?科學家:等他回來宇宙可能不存在了!
    乘光速飛船一年後會怎樣？科學家：等他回來宇宙可能不存在了！現在對於地球之外的奧秘也是被一一解開，也是隨之來的是更多的問題，宇宙當中也是有很多未解的秘密，我們也是有越來越多的人對宇宙充滿了好奇，其中也是有很多偉大的科學技術專家，幾乎也是一生中都在進行研究，而愛因斯坦提出了一個對我們有用的看法，認為宇中最快的速度就是光速了，對於光速而時間就是他的參照物，也是有網友提出很多的疑問說，如果我們人乘坐光速飛船進行飛行一年會怎樣呢
  • 以光速在宇宙中飛行24小時,返回地球後,你在家人還在嗎?
    在古人的眼裡，地球浩瀚無邊，怎麼可能會有走遍全世界的一天？不管古人信不信，人類文明的快速發展，終於在數百年前走上了科技發展的道路，並在上個世紀中葉實現了飛天的夢想，走出了地球，看到了浩瀚的宇宙。當人類走出地球之後，一個新的宏偉夢想又出現了，那就是能夠實現星際旅行，走遍宇宙的每一個角落。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。
  • 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？
    因為光速飛船上的時間變慢了，不再與地球上的時間同步。如果有人搭乘光速飛船在宇宙中飛行1天再回到地球上，他的家人還在地球上嗎？因此，即便是飛到宇宙的盡頭，光速飛船也是一瞬間到達。如果再返回地球，也是一瞬間抵達。從出發到飛到宇宙盡頭，再到返回地球，光速飛船上的人感受不到時間流逝。然而，光速飛船外的時間就不是這樣子了。據估計，整個宇宙的半徑至少為12萬億光年（465億光年只是可觀測宇宙的半徑），當光速飛船完成星際飛行之後，飛船外的時間將會過去24萬億年。
  • 如果一個人以光速飛行10秒,再飛回到地球,還能看見親人嗎?
    文/行走天涯如果一個人以光速飛行10秒，再飛回到地球，還能看見親人嗎？光在真空中的航行速度可以達到每秒30km，可見速度之快了。想讓人類的飛船的質量趨近於零，則幾乎是不可能的事情，因此人類也不要妄想能夠達到光速和超越光速了，這是不是說明人類將永遠被困在地球上呢？倒也不盡然！如果某一天人類找到了穿越時空的方法。比如發現了蟲洞的入口，人類同樣也不會被局限於地球上，也不用一而再，再而三的提升宇宙飛船的航行速度了。
  • 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?
    ，因為光速實在太快了，人類還沒有可以達到或者接近光速的飛行器，不過根據愛因斯坦對待科學的嚴謹性，時間膨脹理論雖然僅僅驗證了三分之一，剩下的三分之二十有八九應該也是對的，假設以光速飛行真的可以讓時間停止，那麼如果一個人從地球出發，以光速飛行10秒鐘，然後在返回地球，他還能見到自己的家人嗎？
  • 乘坐飛船亞光速飛離地球,1天後返回,地球上過了多久?
    光速，目前科學家們發現的宇宙中最快的速度，根據卡爾達肖夫指數，等一個文明的等級達到了3級文明，那麼他便可以以光速進行飛行，去往宇宙中任何一個地方。而對於人類來說，目前只有一級文明的70%，光速飛行對於我們來說，真的太過遙遠了，根據科學家們推測，一般來說當人類可以成功達到光速的20%，那麼我們便會飛出太陽系。
  • 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
    傳說裡的「天上一日地上一年」與愛因斯坦的理論暗合，例如在《西遊記》裡的孫悟空只是到天庭做了十幾天的「弼馬溫」，而當回到花果山時才知道這裡已經過去了很多年。，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？
  • 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。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。
  • 接近光速的宇宙飛船飛行5分鐘,地球上的時間過去了多久呢?
    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！
  • 乘坐超光速一億倍的飛船,能回到過去嗎?能快速到達宇宙邊緣嗎?
    很多科學家認為，宇宙一直在不斷的膨脹，並且宇宙膨脹的速度超過了光速，但是這僅僅只是科學家們的猜測，因為到目前為止，我們人類還沒有真正的探索到銀河系的外圍，現在我們看到的銀河系外圍都是計算機模擬的。可能我們人類永遠都無法觸及到宇宙的邊緣，我只是說可能。
  • 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?
    10秒，然後在返回地球，那麼他家裡的父母還活在這個世界上嗎？時間膨脹理論認為速度越快時間越慢很簡單，如果一個人駕駛光速飛船在宇宙中飛行，飛船內的時間過了1秒鐘，地球上的時間已經過了700秒，也就是光速飛船以光速飛行時與地球形成的時間膨脹倍數為1:700，由此我們可以得出一個結論，當一個人駕駛光速飛船在宇宙中飛行10秒，然後再以光速返回地球需要的10秒，飛船內的時間總共流逝20秒鐘
  • 乘光速飛船離開地球1分鐘立即返回,會經歷什麼?答案顛覆認知
    看到這裡可能有的朋友已經明白，為什麼宇宙中明明有超越光速的現象，相對論卻一直沒有被推翻，反而成為了現代物理界的基石理論之一，主要原因就是因為，那些「超光速」現象並不在相對論討論範圍內。根據計算證實，當一個物體的運動速度達到0.99999976光速的時候，作用於這個物體的時間延緩比例能達到1分鐘：1天的差距。舉個簡單例子來說，如果一艘飛船達到了這個速度，那麼地球過了一天的時間，對於飛船來說僅僅過了一分鐘，對於飛船內部的人來說，感受到的也僅僅只是一分鐘的時間。
  • 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。