一個人以光速前進一年,外面也過了一年嗎?

Skyking彡14694


首先,簡單介紹一下愛因斯坦的相對時空觀。

按照牛頓的經典時空觀認為,時間是獨立於空間之外,均勻流逝。宇宙中A和B兩個不同空間位置的時間流逝速度是一樣的。這種時空觀符合我們對低速宏觀世界的認知。

但在高速運動的情況下,需要對經典時空觀進行修正。由於MM實驗得出光速不變的結論,無法與經典力學體系自洽。愛因斯坦提出相對時空觀來解釋這一觀測結果:時間並非絕對的,而是需要與空間結合在一起,空間中A點和B點的時間流逝速度並不一定一致,而是與彼此的相對運動有關。假設A點處於慣性系S(例如地球)內,B點處於慣性系S'(例如以速度V遠離地球的宇宙飛船)內,然後把兩隻走時速率一樣的鐘(例如原子鐘)分別放在地球和宇宙飛船上。處於慣性系S內的觀測者,他會看到地球上的鐘走時正常,但飛船上的鐘走時變慢,注意,是地球上的觀測者看到飛船上的鐘變慢,也就是說,是慣性S觀測到慣性系S'的時間變慢。但飛船上的觀測者看到的飛船上的鐘是正常沒有變慢的。也就是說,同樣是飛船上的時間流逝速度,對於飛船上的觀測者與地球上的觀測者來說,兩者的觀測結果是不一樣的,時間對兩個作相對運動的慣性系來說,是不一樣的。時間應該和空間結合在一起,這就是時空相對性。時間變慢多少,可以通過洛倫茲變換公式來計算。同理,兩者的速度、位移都可通過洛倫茲變換來換算。而慣性系上觀測到的本慣性系的正常流逝時間,叫做本徵時間。

其次,介紹一下物體光速運動的基本知識。

根據狹義相對論,靜質量不為零的物體,其速度無法達到光速。只有靜質量為零的物質(如光子),才能達到光速,而且只能以光速運動。因為物體的質量由靜質量和運動質量組成,當速度越接近光速,具有靜質量的物體其運動質量的增加越迅速,到無限接近光速時,其總質量(相對論質量)將趨於無窮大,需要無窮大的能量才能將其加速到光速。因此有靜質量的人,不能以光速運動。

最後,回答提問。

如果人以接近光速運動一年,這個人應該是在宇宙飛船內吧。這個一年應該是指人在宇宙飛船內進行觀測的,是宇宙飛船的本徵時間。他觀測到外面(例如以地球為例)的時間流逝,應該是慢於一年的,具體慢多少,要看宇宙飛船和地球的相對速度。

如果主角不是人,而是光子。太陽發出的光子以光速向地球運動,8分鐘後到達地球。假設光子是有意識可以感受到世界(這個假設其實沒有意義的),那麼,光子的本徵時間為零。且光子在運動方向的自由度為零,長度為零。光子不會有時間概念,且不會“感覺”到自己有在向前運動,世界在光子“眼中”是扁平的。光子從場中出現,然後就在那裡,直到被吸收消失不見,或者“一直”都在那裡……(其實“一直”也不準確,因為光子沒有本徵時間)……但是,在地球上的人卻是能看到光子在以光速進行運動,飛行了8分鐘後後到達地球。因為同樣是時間,在光子看來和地球人看來,兩者的時間是不一樣的。


EricSiu


想必大家都在小說或者電影上看過這樣的情節:宇航員離開地球在外太空作業幾十年重返地球,自己年輕如故,而一直留在地球弟弟妹妹卻白髮蒼蒼。

但是有人質疑過其中的科學性嗎?

以光速前進一年很容易聯想到未來人類的科技發展,宇宙飛船可以抵達光速,那麼在飛船上的人真能“追趕”時間,“永葆青”春嗎?

這絕對存在誤區!

這個說法之所以存在,主要是基於愛因斯坦的相對論,偉大科學家關於“時間”的假說。

相對論中是如此假設的,每個觀測者都帶有自己的鐘,對於觀測者A速度不同的物體,時間流逝是不一樣的,速度越快物體時間流逝越慢,接近光速時,A 相對於自己的參考系的時間接近靜止;而相對於這個觀測者有任何一點點微小速度的觀測者B都不屬於這個參照系,觀測者B也有自己的鐘,他的鐘和A的鐘是不一樣的,就是說他的世界和A的世界完全不同,A認為同時發生的兩件事情B可能認為是一先一後發生的,同樣B認為同時的事情A也認為是一先一後發生的。這個差異隨著A,B之間的相對速度變化而變化,速度越大,差異越大。當 A 以為在飛船中前進一年的時候,B 按照自己的參考系來看並不是度過了一年時光。

值得注意的是,這些都只是假說,因為人類目前來不能光速前進或者接近光速前進。如果在未來幾年可以更快速度飛行,就能證明相對論是否正確。目前本人持有懷疑態度。

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假設一個宇航員其飛行器接近於光速前進,對於他自己來說,他其實沒有察覺時間的流逝有任何變化的。

但對於飛行器外的在太空中相對靜止的觀察者來說,假設其能“透視”飛行器內部,觀察者就會發現飛行器內部的一切都在變慢,飛行器內部的時鐘將會走得非常緩慢。也就是說,飛行器內部的時鐘哪怕只走了一小會兒,外部觀察者的時鐘都會已經走了很久了。這種效應被稱為相對論性的“動鍾變慢”效應。這裡的動鍾指的就是像此處飛行器內部的時鐘,其與外部觀察者的時鐘相比走得慢了。

這種變慢是由飛行器相對於觀察者的速度所引起的。我們一般是很難體會到物體之間的相對速度,會引發其時間計量上的無法一致,這是因為這相對速度還太低。若是高速乃至接近光速,這種愛因斯坦的相對論所預言的相對論效應是實實在在的會被觀察到的。

這樣的情形有如我們中國古代的一個神仙故事所描述的情形:“山中方一日,世上已千年”。《聊齋志異》裡也有類似的這樣的故事的記載。

根據上述理論,如果一個宇航員在飛行器中以接近光速前進一年(按飛行器內部的時鐘所計量的時間),那麼外面的世界將不是同樣過了一年,而應是過了許多年了(按外部觀察者的時鐘所計量的時間)。


建章看世界


按照牛頓的經典時空觀認為,時間是獨立於空間之外,均勻流逝。

愛因斯坦提出相對時空觀來解釋這一觀測結果:時間並非絕對的,而是需要與空間結合在一起,空間中A點和B點的時間流逝速度並不一定一致,而是與彼此的相對運動有關。


也就是說,同樣是飛船上的時間流逝速度,對於飛船上的觀測者與地球上的觀測者來說,兩者的觀測結果是不一樣的,時間對兩個作相對運動的慣性系來說,是不一樣的。

只有靜質量為零的物質(如光子),才能達到光速,而且只能以光速運動。

如果人以接近光速運動一年,這個人應該是在宇宙飛船內吧。他觀測到外面(例如以地球為例)的時間流逝,應該是慢於一年的,具體慢多少,要看宇宙飛船和地球的相對速度。

太陽發出的光子以光速向地球運動,8分鐘後到達地球。假設光子是有意識可以感受到世界(這個假設其實沒有意義的),那麼,光子的本徵時間為零。光子不會有時間概念,且不會“感覺”到自己有在向前運動,世界在光子“眼中”是扁平的。(其實“一直”也不準確,因為光子沒有本徵時間)…但是,在地球上的人卻是能看到光子在以光速進行運動,飛行了8分鐘後後到達地球。

因為同樣是時間,在光子看來和地球人看來,兩者的時間是不一樣。


假設一個宇航員其飛行器接近於光速前進,對於他自己來說,他其實沒有察覺時間的流逝有任何變化的。但對於飛行器外的在太空中相對靜止的觀察者來說,假設其能“透視”飛行器內部,觀察者就會發現飛行器內部的一切都在變慢,飛行器內部的時鐘將會走得非常緩慢。

也就是說,飛行器內部的時鐘哪怕只走了一小會兒,外部觀察者的時鐘都會已經走了很久了。這種效應被稱為相對論性的“動鍾變慢”效應。這裡的動鍾指的就是像此處飛行器內部的時鐘,其與外部觀察者的時鐘相比走得慢了。

這種變慢是由飛行器相對於觀察者的速度所引起的。我們一般是很難體會到物體之間的相對速度,會引發其時間計量上的無法一致,這是因為這相對速度還太低。

若是高速乃至接近光速,這種愛因斯坦的相對論所預言的相對論效應是實實在在的會被觀察到的。這樣的情形有如我們中國古代的一個神仙故事所描述的情形:“山中方一日,世上已千年”。《聊齋志異》裡也有類似的這樣的故事的記載。

根據上述理論,如果一個宇航員在飛行器中以接近光速前進一年(按飛行器內部的時鐘所計量的時間),那麼外面的世界將不是同樣過了一年,而應是過了許多年了(按外部觀察者的時鐘所計量的時間)。

假設此人以光速前進,對於此人來說,時間是靜止的,無所謂前進多久;所說的一年是以其他人觀測的時間而言的。

另外,大家總是在設想以光速或接近光速的速度進行宇宙航行,這點其實是不可取的。假設人類可以以光速航行,如果我們要去五十億光年處的一個星系,也需要航行五十億年;等我們飛到了,這個星系是否還在(目前公認的太陽系壽命是一百億年)、是否與我們觀測到時候一樣都是問題。所以即使實現了光速航行也沒有意義,何況也不可能達到光速進行宇宙航行。

正確的方向應該是發展空間摺疊技術。

比如在一張紙上畫一個線段,從一端到另一端,一隻螞蟻如果沿著線段走,可能要花一段時間;如果一個人把這張紙折了一下,使線段的兩個端點重疊,螞蟻馬上就能附著在另一個端點,然後這個人在把紙展平,恢復原來的樣子,螞蟻到線段另一端的時間就大大縮短了。

這其中的過程就是二維到三維再到二維。我們要研究的技術,就是把三維轉到四維再轉回三維,以此來進行遠距離的宇宙航行。

為什麼我認為時間是恆定不變的。比如說,現在是宇宙時間12點,那麼就是12點,不管你是北京還是巴黎,不管你是黑夜還是白天,不管你坐的是火箭還是時光機器,現在時間就是12點。

現在的日期就是12月1日,不管你腳踩的星球,不管你處於宇宙的某一任意點。甚至沒有月份。恆星的時間從誕生到滅亡,時間太長,不能用某個特定界定時間,恆星也在移動,而且人類無法定位宇宙中移動的量,用別的恆星定義?不可能,大家都在動。只有從屬的行星才會有被人為定義的時間和月份。

時間就是混沌。這樣看,時間一天就是一天也不是一天,一年就是一年,或者根本沒有年。宇宙中光的傳播速度基本上是被確定不變的,那我們可以用最微觀的,光子走過的某一距離所花的時間界定秒(好像現在科學家是這樣界定的),宇宙中光是永遠的,除非沒有了恆星。

這樣時間的長度定好了,哎,寫不下去了,沒有終點沒有起點,年是定義地球繞太陽一圈的時間的,無法定義宇宙,假設a光子的時間是起始,一秒鐘30萬千米,就以a光子30萬n倍數為一年,不管a光子是否消亡。它出現的那一刻為時間的起始。

答案還是一樣,一年依然是一年。不管黑洞是否減少光的速度,沒受黑洞影響的光依然不變,所以時間不變。


奇聞道古今


首先時間是個抽象的概念,而並非是物質的東西,時間既沒有開始,也沒有結尾。只是因為有了人類文明以後,才賦予了時間秒、分、時、日、月、年等時間具體概念。但即便如此,時間仍只是個意識上的概念而不是物質的。所以,該文作者在敘述時間概念的時候,僅僅是把時間侷限在“我們”這一有機的生命框架內,他所說的“過去一天我們的時間就會變的少一天……時間只是一趟單程列車,它的終點只有一個,那就是未來站……”其實也就是形容一個人或一個天體的一生而已。廣義的說,過去一天,宇宙的時間並不會少一天,因為宇宙是永恆的。因此時間對宇宙來說,也不是單程列車,它是沒有終點站的。有人總愛拿愛因斯坦的相對論說事,由此證明當物體的速度達到光速的時候,時間就會停止。這簡直就是無稽之談,即便物體的速度達到光速,時間也不可能停止,時間還是那麼一分一秒的過去,只不過給人以某種錯覺罷了。舉個很具體的例子:比如,徐曉冬和雷公比武也只那麼幾秒鐘,這個時候恰好有人乘坐光速飛船從比武場地升空離開地球,這個時候他始終盯著比武場地,那麼他看到的情景便是定格在了徐曉冬和雷公比武的某個動作上了,因為這個動作的影像也正以光速向地球外發送,恰好與那個人所乘坐的光速飛船同步,但這並不意味著時間就停止了,只是飛船裡的人在飛船裡產生的視覺錯覺而已。比武十幾秒就結束了,飛船也飛行了十幾秒,雙方所經過的時間是一樣的,但由於飛船以光速飛行遠離地球,所以,他看到的情景始終定格在徐和雷比武的某一個動作上。再進一步說,如果他乘坐的飛船以兩倍光速離開地球,那麼他看到的場景就應該是徐曉冬和雷公的比武回放了。當然,這也是個錯覺,並不是說時間就倒回去了,而是他乘坐的飛船兩倍於光速離開地球,當然他就能產生時間倒退的視覺錯覺了。但這個時候,無論是對他還是對地球人而言,時間都是公平的,都是一秒一分的過去的。

文章由想當然的時間 “靜止”,推斷出時間的“消失”,說宇宙走向終結的時候,時間也將消失。真的是越說越玄乎,越談越無聊。筆者一直認為宇宙是永恆的,即使是真如該文作者所說的宇宙被重新壓縮成一個“奇點”的時候,也就是其所說的宇宙“終結”的時候,按照宇宙萬物的循環往復規律,是不是又有下一個“宇宙大爆炸”呢?宇宙萬物是不是又要來一次“輪迴”呢?這一切的演變難道不是一分一秒,一月一年的演變積累起來的麼?怎麼就說“時間也將消失,不存在了”呢?即便宇宙成為了一個“奇點”,不再輪迴,時間不還是一分一秒的過去嗎?只不過是對於曾經存在的宇宙萬物而言無意義罷了。但誰又能知道宇宙能不能重新誕生一個新的宇宙萬物呢?

所以,筆者認為時間是永恆的,不要把天體物理和光速上的奇特現象跟時間的靜止或消失等同起來,那本就是完全不同的兩個概念。


海哥觀世事


我就舉個簡單的例子,黑洞是光都無法逃脫的,那麼你進入的速度肯定是無限接近光速。我們從兩個角度解釋。

第一,從外面的人看,他的動作越來越慢,最後彷彿停止了。你想要看他進入黑洞,那需要無限的時間。


第二,而跳進去的人,他會覺得外面的星星轉的越來越快,世界變化的特別快,一瞬間整個宇宙就經歷完了所有的事情,直接毀滅沒了。

這就是通俗的相對論,裡面的人覺得時間無限快。外面的人覺得裡面的人靜止了,時間無限慢。就是說,他比你早一秒鐘進入黑洞,你都根本不可能抓他出來。因為宇宙也毀滅了。。。你越是靠近你自身也會越來越慢。假設你追上他把他抓住往外扯經歷了0.000000001秒的過程,只要你出來是需要時間的,那麼宇宙就毀滅了。當然,離它越遠,相對時間也沒過的那麼快。

很多人,質疑科學家亂扯?你也太當自己一回事了吧?這種理論物理,根本還沒應用,除了談資和滿足求知慾,基本不能為科學家增加一毛錢收入,很多科學家還有人格潔癖,人家看到你那啥也不懂的腦袋,趨炎附勢的媒體,人家連露臉都不想露,他們恨不得你們全部不關注,你們全部不懂。如果,名和利對他們有誘惑,轉行做哪一行他們收入都是頂尖。。。他們有必要造假去騙你們?你給錢了?你資助他們了?滿腦子是錢。。


雅達汽車美容


這個問題是有問題的,首先按照愛因斯坦相對論,宇宙間沒有任何物體的運動速度能夠超光速,甚至靜止質量不為零的物體是達不到光速的,人是有靜止質量的,所以他不可能達到光速。其次如果不考慮上面說的,假定這個人就是以光速前進一年,那這個“一年”是對於誰的一年?如果是對於光速前進的參考系的那將是毫無意義的。因為以光速前進的人是沒有時間的,時間對於他來說並沒有流逝,時間膨脹到極點――靜止了,當然他還活著,他壓根還沒覺著開始。所以這個一年時間只能是對於題主說的“外面”的觀察者而言。而對於光速前進的人來說,“外面”無論過了多少年,他都沒有任何時間感覺,他還沒覺得開始呢。

綜上,一個人是不可能以光速前進的,即便以光速前進也不會有時間,外面過幾年就是幾年。謝謝瀏覽,請關注。


物原愛牛毛1


根據相對論,一個人無論如何不能達到光速。假設一個人到了光速而且活了下來,那麼會遇到相對論中的鐘慢尺縮效應。

在你的世界中因為尺縮效應所有的距離和長度縮短為零,就是所有的物體都重合在一起,包括你。也無法做出任何動作,包括心跳。尺縮效應正好解釋鐘慢效應:不要懷疑時間靜止,你的世界連距離都沒有,你無法向任何方向運動半秒鐘,時間真的靜止了。

如果你能把速度稍微降下來一點就好理解了:尺縮效應讓遙遠的星系在你眼前,鐘慢效應下你的時間遠遠慢於外界,如果你用一秒鐘到達你眼前的星系,而這個星系距離地球100萬光年,那麼地球上就過了差不多100萬年。


飛魚科普


為什麼我認為時間是恆定不變的。比如說,現在是宇宙時間12點,那麼就是12點,不管你是北京還是巴黎,不管你是黑夜還是白天,不管你坐的是火箭還是時光機器,現在時間就是12點。現在的日期就是12月1日,不管你腳踩的星球,不管你處於宇宙的某一任意點。甚至沒有月份。恆星的時間從誕生到滅亡,時間太長,不能用某個特定界定時間,恆星也在移動,而且人類無法定位宇宙中移動的量,用別的恆星定義?不可能,大家都在動。只有從屬的行星才會有被人為定義的時間和月份。時間就是混沌。這樣看,時間一天就是一天也不是一天,一年就是一年,或者根本沒有年。宇宙中光的傳播速度基本上是被確定不變的,那我們可以用最微觀的,光子走過的某一距離所花的時間界定秒(好像現在科學家是這樣界定的),宇宙中光是永遠的,除非沒有了恆星。這樣時間的長度定好了,哎,寫不下去了,沒有終點沒有起點,年是定義地球繞太陽一圈的時間的,無法定義宇宙,假設a光子的時間是起始,一秒鐘30萬千米,就以a光子30萬n倍數為一年,不管a光子是否消亡。它出現的那一刻為時間的起始。答案還是一樣,一年依然是一年。不管黑洞是否減少光的速度,沒受黑洞影響的光依然不變,所以時間不變


木酷火蹄


你以光速從地球飛向太陽,時間是八分鐘,你從地球飛向太陽度過了八分鐘的時間,在這八分鐘裡地球人同時也度過了八分鐘。你與地球人所度過的時間是一樣的。你想說超光速移動時間會變慢,時間會倒流。那你是不是想說以光速飛向太陽所需的時間是八分鐘,那以480倍光速飛行只需一秒鐘,那你是不是想說你以480倍光速飛向太陽你就比地球人年輕了480倍。當你以480倍光速飛向太陽。到達後馬上回地球,時間是兩秒,地球人同時也過了兩秒,你怎麼穿越。你只是以更快的速移動所需的時間更少,並不是以更快的速度移動時間就變慢。


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