为什么说以光速前行几分钟,再回到地球,这时地球就会过去好几十年?

为什么说以光速前行几分钟,再回到地球,这时地球就会过去好几十年?

假如真的以光速离开地球几分钟,那么就不止几十年喽,也许过了宇宙的一辈子也说不定!当然也可能只过了几分钟,不同的参考系里这完全是冰火两重天的结果!为何会相差如此之大,下面来简单分析下!

光是宇宙中的极速,就狭义理解而言,宇宙中没有物质的速度可以超过光!在光速运动的世界里去任何地方都是出发即达,根本无需时间!就如光从遥远的134亿光年外到达地球,我们可以计算出它经过了134亿年,但对于光子来说,犹如刚出发的时刻,不会经过任何时间!

在如上简短的描述中,我们可以GET到两个关键信息,一是我们看来光经过了134亿年,另一个是光子没有经过任何时间!有这两个信息就足够了!

一、在我们地球上的角度来看,光子(光速飞船)出发几分钟后又回来了,那么理解起来很简单,几分钟就是几分钟,一秒都不会多!因此在地球看来,该多久多久,不会出现任何差池!

二、在光子(光速飞船)的角度来看,它们去到人地方都不需要时间,而你却强行给它几分钟正愁得不知道用这些时间,那么当它们玩够了这些时间回到地球时,很抱歉也许地球都不知道跑哪去了!因为在一个不需要时间的地方强行呆上几分钟,对外界来说也许有可能就是千万亿年!

假如只是过去了几十年就得谢天谢地了,毕竟还没有和现代社会脱节,这万一要是过去了几千年,你回来不都变成古董了?地球超级文明会让你生活在一个受到保护的区域,恭喜你,不愁吃穿了哈……

在我们的宇宙中除了光以外,任何物质都无法以光速前行


现代物理学只要涉及到光速和时间,那么就必须考虑相对论效应,爱因斯坦最重要的成功就是确定了光速不变和时间的相对性,每个人都时间都是不一样的。

狭义相对论指出了“速度越快时间越慢”这一事实,后来科学家们根据塔基和塔顶两座钟流逝速度的不同证明了时间的相对性,地球轨道上高速运转的卫星引起的时间膨胀也被爱因斯坦的公式解决了。


在著名硬科幻小说《三体》中,程心等人驾驶“星环号”仅用了52小时就跨越了287光年的距离,这背后是号称可以“无限接近光速”的曲率驱动引擎在起作用,而如果星环号真的能以光速航行,那么到达287光年外的星球上就不需要时间了。

神话中“天上一天地上一年”的奇妙现象用狭义相对论中的时间膨胀效应就能实现,根据计算,只要飞船的速度达到0.99996247倍光速,飞船飞行24小时之后地球上就会过一整年。

如果飞船的速度继续向光速逼近,那么时间膨胀效应很会越来越剧烈,最终将实现飞船内几秒钟而地球已经过了千万年的效果,接近光速航行用时也是前往未来的时间旅行。

为什么说以光速前行几分钟,再回到地球,这时地球就会过去好几十年?

这是一个伪命题,或者说是一个谬论。

因为提出此问题的人根本不知道光速是怎么回事,只是道听途说什么时光倒流、光速飞船中时间过得很慢之类的流言。事实上,如果这个世界真有达到光速移动的飞船,根据爱因斯坦狭义相对论中的速度时间膨胀理论,时间流逝是停滞的,因此这个几分钟从哪里来的呢?这个时间是按照飞船里的时间算,还是按照地球时间算呢?

如果按照地球时间,过了几分钟这艘船回来了,那就是过了几分钟,不存在过了几十年的问题;如果按照飞船里的时间,飞船达到光速时间停滞,这些人根本没有办法知道过了几分钟。如果感到过了几分钟,那飞船就没有达到光速,或者说这几分钟是没有达到光速之前的感受。

何谓速度时间膨胀效应?

爱因斯坦的时间膨胀理论有两种,一种是速度时间膨胀,一种是重力时间膨胀。今天就不说重力时间膨胀效应,只说说速度时间膨胀效应。爱因斯坦狭义相对论认为,在不同速度的参考系中,时间流速是相对的,是不一样的。相对速度较慢的参考系,速度越快的参考系,时间流逝得就越慢。

但这种改变在日常低速系中很难察觉,如在汽车、火车、飞机上就几乎可以忽略不计。在宇宙航行中,速度达到每秒数千米或者数十数百千米,这种时间改变也很小,变化是以微秒毫秒计算。但由于宇宙航行导航精确性要求很高,即便相差微秒毫秒级,也会失之毫厘谬以千里。因此航天器上的时钟都是要进行误差的相对论调整。如GPS导航系统,就要调整卫星的天地时间差,否则导航就会出现重大偏差。

速度时间膨胀的计算公式为:t’=t/√[1-(v/c)2],式中,t‘是速度时间膨胀效应值;t是低速系观测者第一个时钟时间记录;v是第二个时钟相对第一个时钟的移动速度;c为光速。

在飞船中时间会减慢多少?

根据上述公式计算,现在每秒只有十几千米的载人飞船,时间膨胀效应很微弱,观测感觉几乎可以忽略不计。当飞船速度达到光速的50%时,也就是每秒约15万千米时,飞船里的时间流逝就比较明显了,比低速系观测者慢约1.1547倍。也就是飞船里的人过了1天24小时,地球人就过去了27.7128小时,飞船里的人过了1年,地球人就过了约1.155年,也就是近422天。

当达到光速的80%时,飞船里的时间流逝会比低速系观测者慢1.66倍;飞船速度达到了99%时,飞船里的时间流逝会比低速系观测者慢7.09倍;飞船速度达到99.99%时,飞船里时间流逝会比低速观测者慢70.7倍。

以后速度在小数点后每提升两个9,时间就会慢10倍,以此类推,以致无穷。光速可以无限接近,时间呈无限变慢的趋势,但无法达到光速,达到了光速则时间停滞,空间为零,这样的世界是不存在的。因此计算时间膨胀效应,只有速度还没有达到光速时才有意义。

在无限接近光速飞船中时间会趋于无限慢。

如果乘坐达到了光速99.999999999999%的飞船,飞船里时间流逝比地球上时间流逝就会慢约707万倍,这样飞船里的人过了1年,地球上就过去了707万年。在这种速度飞船里乘员感觉飞了10分钟回来,地球就过去了134年多了。

乘坐这种飞船前往254万光年距离的仙女座星系,飞船里的人只感觉过去了4个多月就到了,来回只需不到九个月,回到地球早已沧海桑田,地球时间已经过去了500多万年。

速度时间膨胀效应不仅仅是理论猜想,早就已经被无数次试验和实践所证实,现在已经在宇宙航行和卫星定位系统等方面广泛应用。但迄今为止,由于人类航天器飞行速度相比光速还只是蜗牛速度,因此时间膨胀效应并不明显,但探测一些接近光速的粒子衰变,效应就很明显了。

人类飞船很难提升到接近光速。

人类依靠提升飞船移动速度进行星际航行是很困难的,因为速度提升除了时间膨胀效应,还有质增效应。狭义相对论认为,速度越快,动质量越高,需要驱动飞船的能量就越大,速度趋于无限接近光速,所需驱动能量就会趋于无限大。

质增效应的大小适用质速关系公式:M=m/√[1-(v/c)^2],这里的M为物质的运动质量,m为物质的静质量,v为运动速度,c为光速。

从这个公式我们可以看出,与前面的速度时间膨胀公式是一致的,也就是说,时间膨胀了多少倍,动质量就会增加多少倍。这样如果一个达到光速99.99%的飞船,动质量就会增加70.7倍;而如果速度达到光速的99.999999999999%,动质量就会增加707万倍。

如果这艘飞船静质量为100吨,达到光速的99.99%时,动质量就达到了7070吨;如果达到光速的99.999999999999%,动质量就达到了约7.07亿吨。这时推动飞船前行的动力要多大?刹车要多久?因此星际航行依靠无限提升飞船速度是不可能的,在飞船里实现明显的速度时间膨胀效应也是不够现实的。

未来航天突破速度瓶颈的办法。

未来解决深空航行速度瓶颈,科技界看好的办法有两个:

一个是时空折叠技术,就是所谓的曲速引擎。这种方法可以用神话中的“缩地法”来形容,就是通过重力场,将时空扭曲,就像将一张大纸折叠成折扇状,一只蚂蚁就可以从这边迅速跨越到另一边;

二是利用虫洞穿越。这也是在巨大引力漩涡中,形成了一个连接两个遥远时空的“隧道”,因此又叫时空隧道。这有点像火车钻山洞过隧道,无须绕弯,就能到达山的那边。

这两种方式都不是直接提升飞船本身的速度,而是通过巨大能量将时空距离缩短,通俗地说,前者就是跨越时空沟壑,后者就是走捷径。通过时空扭曲,将遥远光年尺度的路途,变得很近。

这种技术无须飞船达到亚光速,更无需达到光速,但却能够比光速还快到达目的地。这两种方法都不会出现时间膨胀效应,因为飞船并没有加快,只是抄了近道。不过这两种方法至今还只是理论上有可能实现,尚属于科幻范畴。

最后提醒一下:时间膨胀并不会让人长寿。

速度时间膨胀效应,只是在不同速度参考系中比较,才能够显示出来,结果就是低速系时间流逝相对高速系,时间流逝更快而已。注意这里说的是“相对”,如果没有“相对”,在自己系统里,比如在飞船上,不管速度多快(光速以内),乘员感受到到的时间还是一分一秒度过的,因此他们过了一年就是一年,能活80岁还是活80岁。

但就像前面说的,当他们回到地球时,地球相对时间已经过去了很多很多年,这样看起来飞船里的人就似乎长寿了很多,但实际上他们感受到的时间寿命还是和地球人一样的。

讲了这么多,不知道大家明白了没有?如有疑问请在评论区留言,本人将尽量解答。如喜欢我的文章,请关注支持。感谢阅读,欢迎讨论。

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如果真的是以光速前进几分钟的话,再回到地球,那么地球上过去了几分钟、几年、几亿年都是有可能的,因为一旦速度达到了光速了,那么时间概念就不存在了。

根据爱因斯坦的相对论,光速是全宇宙最快的速度,没有任何一个有静止质量的物体的速度能够达到光速,因为一旦速度达到了光速,那么就需要给其提供无数的能量给它加速,而这个能量是一个天文数字,所以说完全达到光速是不可能的。只能说可以无限接近光速,但是想要达到光速的话,那还是不现实的。

当一个物体的速度逐渐逼近光速的话,那么时间相对于这个物体来说就会过得越来越慢,理论上(实际上是假设上),如果一个物体的速度达到了光速,那么时间概念对于它来说就不会存在了。当一个物体的速度为光速的99%的时候,它的一分钟就相当于地球上的七分钟。著名的硬核科幻电影《星际穿越》中的男主人公库珀执行任务的时候不慎进入了黑洞附近的一个星球米勒星球,在这个星球上仅仅是经过了一小时的时间,地球上就已经过去了七年。

为什么会这样呢?其实都是引力导致的,当引力足够大的时候,它就可以对周围的时空造成明显的弯曲效应,弯曲得越厉害的话,时间流逝的速度就越慢,当然这是相对的,这是跟地球上静止的人相比而言,对于各个参考系的不同人来说,他们对于时间流逝的感觉是差不多的。光速是宇宙中最快的速度,但是这并不意味着没有速度可以超越光速,实际上宇宙膨胀的速度早就已经超过了光速,但是这并不违背相对论,因为宇宙膨胀本身不携带信息。

曾经看到过一个问题,那就是如果乘坐光速飞行飞船飞行一分钟之后返回地球,那么他还能见到他的家人吗?这个问题有两重性,因为这里的一分钟没有指明是地球上的时间还是飞船上的时间,如果是地球上的时间,那么他回来的时候当然可以看见家人,如果是飞船上的一分钟的话,那就很不好说了,地球上过了多少年都是有可能的,这跟题目中其实是很类似的,地球上过去了多少年都是有可能的。

这个问题首先要搞清楚的是以光速离开地球,那以什么速度回来地球?还有就是时间,比如以光速飞十分钟,那么这十分钟算什么时间?是以地球时间为标准去比例衡量其他星球上的时间还是只算地球时间?海王星上的一年等于地球上的165年,如果以地球时间来算,比如有一种超级飞船以光速飞行地球时间十分钟,那么就到了1.8亿公里以外的地方,飞船立即以光速原路回来,这1.8亿公里同样也只需要十分钟,那么地球上也就过了二十分钟,何来的几十年?如果你坐这种光速飞船飞离地球十分钟到达1.8亿公里外的地方却把飞船扔了改开保时捷回来地球,假设按保时捷跑车时速五百公里算,那就是等你回到地球的时候,地球已经过了一千多年了。如果以海王星的时间算,海王星一年约等于地球165年,那么从地球出发飞海王星时间十分钟再回来地球上,一来一回只需要海王星时间二十分钟,也就是说用海王星时间飞十分钟来回二十分钟回到地球就是两个月后了。同样的,你如果在海王星上出发,用海王星时间计算,回到海王星也就是二十分钟后,怎么会出现飞出去十分钟回来却几十年之后?所以不管用什么速度,只要按出发地点的时间来算,不管从哪个星球出发,相同的速度和路线,一来一回,飞出去一分钟,回来之后就是两分钟,飞出去一年,回来之后就是两年。

以光速前行几分钟再回到地球。地球仍然过了几分钟的两倍,时间没有变。科学家做了实验,用激光光速前行月球用了1.3秒钟,再回到地球。地球过了1.3秒的两倍。时间没有变,激光测距仪就是例子。太空中光速无线电通信已经证明了光速不能改变时间。。。光速不变因为光是电磁波,没有质量没有惯性,光产生后就脱离光源独立存在了。不受光源的运动加速和减速。不像枪里的子弹,在未发射前受枪的运动加速或减速。爱因斯坦不明白光速不变原理,不懂光的本质。他在相对论推导过程中,没有片言只字涉及光的本质。一味唯心地用尺缩钟慢去凑合光速不变。错误的相对论使人思想混乱,逻辑前后矛盾,争论百年,今天大家还在争论,这是爱因斯坦杰作,是他的功劳和成就。

这就是科学家们提到的时间旅行啊。时间旅行分为回到过去和未来。科学家认为回到过去是不可能发生的。但是从现在到未来的时间旅行却是可以实现的。

图示:时间旅行

科学家认为有两种办法可以让我们回到未来,实现时间旅行。

一种方法是我们驾驶着宇宙飞船在宇宙中大质量的天体前飞上一段时间然后在返回地球。这个天体的质量越大,实现时间旅行的效果就越好,我们就越能够回到更远的未来。于是大质量的黑洞成了时间旅行的最好去处。例如我们围绕着银河系中心的超大质量黑洞飞行上10年(当然我们要有非常高超的飞行技术,不然就会葬身黑洞中),然后我们再返回地球,我们就会发现我们来到了20年后的地球!

图示:大质量的黑洞就是宇宙中的时间机器

但是这种方法还无法让我们回到更遥远的未来。如果我们要回到更遥远的未来,那么我们就要提高速度了。速度要提高到什么程度呢?答案是接近光速。我们知道光速是宇宙中最快的,任何物质的速度都无法超过光速。根据爱因斯坦的相对论如果一个物体的速度已接近光速行驶的话,那么它的时间就会变得慢了下来。这样的话如果我们在一列接近光速行驶的列车上的话,列车上的时间会在我们不知不觉中慢了下来。这辆时间旅行的列车带着我们以接近光速的速度行驶一周的时间后,我们下车就发现,我们已经到了100年后的世界。

图示:光速飞行可以让我们实现时间旅行

这听上去很不可思议,但是这是完全符合物理定律的。未来人类如果实现了接近光速旅行,那么我们只需要大约80年的时间就可以跨越银河系。然而人类要达到接近光速飞行,谈何容易啊!大家认为我们在未来能够实现时间旅行吗?

其实所谓的超光速并不是真正意义的时间倒流形成穿越,也不可能出去一趟地球地球就过了几百年,这是你们理解错了!

我们假定你站在太阳上,看向地球,那么你是无法看及时影像的,你只能看到8.3分钟之前的景象,因为地球到太阳光速要跑8.3分钟。相对站在太阳的兄弟你只是看到了滞后的影像而不是你穿越到了8.3分钟以前。假定另外一个人此刻从地球超光速(假设这个速度地球到太阳只需要5分钟)飞到你身边,这个时候因为地球影像还没有传送到你眼中,你看到的还是8.3分钟前的地球影像,对于你来说,这个人就是未来3.3分钟穿越过来的人,但是对地球而已,他并没有穿越!其实所谓的穿越是你站的太远看到了滞后的影像问题而已,对时间根本起不到改变!

不用以光速,用0.9999……倍光速前行几分钟(当然是亚光速飞行物体的时间),再回到地球,这时地球有可能就会过去好几十年。具体有个相对论的时间膨胀公式:


其中t为亚光速运动物体所在参考系的时间段, t′为地球的时间段,V为物体运动速度,C为光速。经计算,当V=0.999999999999C时,t=15分钟时,则地球的时间段t′约为20年。

为什么会这样?


爱因斯坦的相对论告诉我们,物体的运动改变了时空,时空具有相对性,绝对的时空是不存在的,物体及其运动与时空联系在了一起。所有这一切用光速不变原理结合相对性原理都能得到完美解决。所谓光速不变原理是指光在真空中的传播速度相对于任何参考系是不变的,与光源和观察者的运动状态无关,光速不变原理指出了光速对于任何参考系的不变,也就充分表明了光速是不可超越的。相对性原理是指描述物理定律的数学表达式在任何参考系是相同的,不存在任何优越的参考系。两大原理从表面看是相抵触的,内里却是绝妙的搭配,把相对性原理体现的淋漓尽致,才推导出常规思维难以想象的结论――钟慢尺缩等效应。

物体运动是达不到光速的,达到光速是没有时间的

上面说了,光速是运动物体不可超越甚至难以企及的极限速度,所以根本不会存在题目中说的光速前行几分钟的问题。如果真的光速飞行,比如说光自身吧,虽然在我们眼里光传播是有时间的,太阳光到我们地球需要8分20秒,光走1光年的距离需要1年的时间,930亿光年需要930亿年,但这些时间都是我们观察者的时间,并非光自身这个参考系的时间。实际上光自身是没有时间的,光走1光年和走930亿光年都不需要一点时间,因为光速是时空脱离的界限,是没有时间的,因此也就没有光速前行几分钟的事情。
任何物体只要达到光速就能脱离我们这个以时间和空间方式存在的宇宙。任何光速前行(没法叙述多少时间)再回到地球,地球也许过了几分钟、几天、几年、几百亿年、无限年。

最靠谱答案是:必须从零速缓慢加强到光速!否则,不如乘坐穿地炸弹舒服呢,地球上万种物质受不了!

从零速加到光速之前,都不算光速飞行,等到光速时,以飞岀太阳系很远了!到了光速往回飞,要转比太阳系大十几倍的圈。

以光速飞回到太阳系边缘,共用十分钟。到了太阳系边,也不敢进入太阳系内。太阳系转速太快,光速旋转,各行星圈着太阳转,象高速绞磨机。只能和最外层行星同步运行,才能看清各行星运行轨迹。(同步等于静止)随波逐流,环绕太阳一圈又一圈往里飞。

直奔太阳或地球,都会被太阳的强大吸引力拉到太阳上,无法逃离强大的引力!必须围绕着太阳高离速旋转!来克制强大引力!

回到地球也必须这样作,否则将变穿地炸弹!最后回到地球上。以过去百八十年!(纯光速只飞行十分钟,但在亚光速飞了百八十年)。地球以发生翻天復地变化!赶不上时代步伐,这种飞行器以成古董停产。

新飞行器飞的更远更快!有星球之间飞行器,有星系之间飞行器,还有宇宙之间飞行器。知识技术落后百年!地球人都把驾驶员称古人,飞行员说:我飞到了未来世界!

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