sofersong
首先我們要明確這個一天是指誰的時間,按照題主的意思,應該是飛船內部鐘錶或者這個人手上的表。
那麼在此前提下,以亞光速飛行一天(如99.999...%光速,因為有靜止質量的物體,無法達到光速),地球上過來多久呢?
答案是近乎無窮久的時間。實際上何必飛行一天呢?以這樣的速度飛行一秒,地球上就物是人非了。
而這個說法的理論依據來自狹義相對論:速度快的物體,時間會變慢,但是這個時間變慢,只是在觀測者的參考系內發生的,也就是咱們地球上的觀測者認為他們的時間變慢了,但實際飛行的人是不會有什麼感覺的。
但實際情況下,這種實驗人類還做不了,並且科技上的差距也太大了,別說光速飛船了,就是宇航員登陸地球周邊的天體都是困難重重。
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賽先生科普
題主似乎要說的是在光速旅行中的時間膨脹問題,但沒有說的很明白。題目說的以光速飛行一天,在地球上是多久,是地球人的感覺呢,還是在光速飛船上的人的感覺呢?
根據愛因斯坦狹義相對論關於時間膨脹公式,當速度達到光速時,在光速飛船中的人將感覺不到時光的流逝,時間將停止了,不管是走了一天還是一年還是一百年,都是瞬間的事情,沒有時間流逝的感覺。而地球上的人看到光速飛船離去,一天時間返回原地,就是一天了,這艘飛船飛了一光天,如果忽略掉提速和減速的過程,完全按照光速計算的話,這一光天一共飛了259億公里。但飛船裡的人看起來只是瞬間的事情。
這就是在不同參照系中,人們對時間的感覺。這也是乘坐高速飛船的乘員會與在地球參照系中產生年齡差異的原因。在不太快的速度參照系中,這種差異不明顯,差個幾秒幾分鐘幾乎看不出來,速度越快,差異就越大,這就是尺縮鐘慢效應。
不過,根據愛因斯坦光速極限理論,只要有質量的物體是無法達到光速的,因此達到光速的感覺只能從理論上來描述,真正的在實踐中不會存在的。迄今為止,還沒有發現驗數據與理論不符的事件發生。
好了這就是時空通訊的回答。你對這個問題有什麼看法呢?歡迎留下你的高見。多謝捧場關注,謝謝支持!
時空通訊
這個問題的描述有些不確切的地方,這個問題準確表達起來,應該這樣描述:
如果一個人以光速飛行一天(以他自己為參考系),那麼在地球(作為參考系看起來)上經過了多長的時間?之所以會出現時間不一致的情況,是因為根據愛因斯坦的狹義相對論,運動物體的時間變慢,我們耳熟能詳的「雙生子佯謬」其實反映的就是這一區別。而且,這不僅僅是某種理論,它也是有實驗支持的。早在上世紀70年代,科學家們就已經用銫原子鐘環球飛行實驗驗證過相對論效應對時間的影響,不過那個實驗中需要同時考慮狹義相對論和廣義相對論的影響,這裡就不再詳細介紹了。通常,日常生活中,即使是航天員的太空飛行,狹義相對論造成的時間膨脹效應也微乎其微,不過當運動速度真的接近光速時,的確會有明顯的時間膨脹效果。
根據狹義相對論的公式(如上圖所示,公式圖片引自維基百科),我們可以計算出當運動的速度逐漸接近光速時,所造成的時間膨脹情況。我列了一個表格大致展示計算結果:
速度 時間膨脹的倍數
0.5c\t1.154700538
0.9c\t2.294157339
0.99c\t7.08881205
0.999c\t22.36627204
0.9999c\t70.71244595
0.99999c\t223.6073568
0.999999c\t707.1069579
雖然這個速度也沒有辦法真正達到光速,但隨著速度越來越接近光速,時間膨脹的倍數也會越來越大。當飛行的速度達到光速的99.9999%時,時間膨脹的倍數會達到707倍,也就是說,假如這個人按照這個速度飛行了一天,地球上看起來,就像過去了707天。
傅渥成
一輩子。。。或者說應該是永恆。。。
在相對論誕生以前,時間是這個世界上最公平的東西,均勻的流逝著。每個人都平等的享有時間,不管你是馬雲爸爸,還是快遞小哥。這個是自人類誕生以來就固有的,樸素的時空觀。可是,愛因斯坦橫空出世,他告訴我們,其實時間並不是我們想象的那麼公平,時間的流逝和物質的運動密切相關,速度越快時間流逝越慢。因為快遞小哥一天到晚都在運動,小哥的時間可能比馬雲爸爸的時間流逝得更慢一些。。。這樣一聽,是不是發現其實時間還是公平的???
當然這種時間變慢的效應其實是很小的,根據相對論裡的時空變換公式(洛倫茲變換),我們可以導出時間流逝公式:T1=T*√[1-(v/c)^2]。其中v是物體運動的速度,T是靜止物體的時間流逝,T1是以速度v運動的時間流逝。通過這個公式我們可以看到,物體運動速度v越大,時間T1(測到的時間)越短。也就是說物體運動的速度越大,它的時間走得越慢。一般的宏觀物體,比如說我們騎著電瓶車的快遞小哥,雖然速度可以到30,40公里每小時,但是相對靜止的馬爸爸來說,時間流逝的速度差別其實也極為微小(有興趣的同志們可以帶入公式算一下)。可是,當物體運動速度非常快,快到接近光速,這個差別就很大了。特別的,當物體以光速運動,物體的時間就不再流逝,從而時間停止。
是不是很美妙?突然發現了一個可以凍結時間的方法?不過不幸的是,根據相對論,光速是不可能被達到的,所以就不要做夢了。。。以上。
包大人玩科學
這個問題基本上有點問題,時間與距離是不同單位,光速是光前進的速度,以此看來兩者之間的關係並不會飛了一天,地球過了十年,因為時間是一樣的,都是24小時,能確定的是這一天光速前進了多少..
普及一下:
光年是長度單位,不是時間單位。一光年的意思是以光速行走一年所經過的距離。同樣的還有光秒、光分等單位。
地球周長大概4萬千米 光速30萬千米每秒 所以光速一秒可以繞地球 30/4=7.5圈
24小時*60分鐘*60秒*7.5圈=648,000圈(行進距離)
毒舌一派
自從愛因斯坦提出相對論後,我們知道時間就不是絕對的了,當然在我們日常生活中不會有什麼影響?但是這裡提到了光速,那麼時間差就很大了。題中並沒有明確說明光速飛行的一天是哪個參考系裡的。所以回答這個題大體上是兩個答案;
光速飛行這一天是指的地球上的一天,顯而易見地球上就過了一天而已,這很簡單誰都知道;
光速飛行的一天指的是這個人本身所流逝的時間,那麼地球上可能已經過了數億年,這光速飛行的人的一天裡,太陽可能都熄滅變成白矮星了。
接下來我們就分析一下,首先還是先聲明愛因斯坦的狹義相對論並不允許有靜止質量的物體達到光速。在這裡我們就假設這個人無限接近光速飛行(理論上允許,實際上達不到)。
鐘慢效應是狹義相對論的推論,其認為物體的運動速度影響著這個物體本身的時間流逝速度,以光子為例它的速度為光速,那麼它的時間流逝速度為零,就是時間停止了。那麼這個人如果光速的話,那一定也是時間靜止的,時間靜止那就根本永遠到不了一天的時間,地球上的時間正常流逝,那豈不是永不休止滄海桑田。
當這個人以0.99999---999C速度飛行的時候,它的時間流逝速度會因為小數點後9的個數發生巨大的變化,只要不是光速,那麼時間就是流逝的,那麼地球上的時間和這個人的時間就是有個比例關係的。具體的感興趣的話可自行去找時間膨脹效應公式去計算一下。
這裡是科學黑洞,感興趣的點波關注吧!
科學黑洞
根據愛因斯坦相對論的描述,我們每天感受到的時空都是相對的,實際上每個人的感受都是不一樣的,只不過在地球上感受上的差異太小了,我們根本感覺不到!但當速度達到亞光速,時間和空間的變化就十分明顯了!
所以,問題中的“一天”兩字並不嚴謹,因為沒有指出參照系是誰,是地球上的一天還是光速飛行的人的一天!
當然,應該能才出來,應該指的是光速飛行的人的一天,不然如果是地球上的一天,問題本身就沒有意義了,不就是一天嗎?
那麼如果一個人乘坐飛船光速飛行一天(先不考慮是否可行),地球上過去多久呢?
無限久!
“無限久”是一個什麼概念?說白了就是直到永遠,可以理解為一直到我們的宇宙不存在的時候。事實上,不要說一天,就算是一個人光速飛行一秒,地球上也會過去無限久!因為光速飛行的人的時間相對於地球已經靜止,也就是說沒有時間流逝,但這並不等同於他自己感覺不到時間的流逝!
事實上,如果一個人真能光速飛行,他會進去一個與我們宇宙時空完全不同的時空裡,永遠回不來了!但他本身又是我們時空結構的一部分,這要求他必須回來,所以他永遠不可能光速飛行!
當然,愛因斯坦的狹義相對論也明確表明,任何有靜質量的物體都不可能達到光速!
宇宙探索
第一跟據愛因斯坦的相對倫物質的質量會隨著速度增大而增大產生很大重力,這就是為什麼粒子加速器只能把電子.原子加速到無限接近光速達不到光速且更不能超過光速,重力大到連空間都能扭曲,所以人以光速飛行人體是承受不住的,會被自身產生的重力壓成渣,第二如果人真的能以光速飛行,跟據愛因斯坦的相對倫物質加速到光速產生慢鍾效應時間就會變慢,原因是我前面提到的物質到達光速後產生重力重力扭曲空間時間進程變慢,光能影響重力重力影響空間空間影響時間,跟據這個來說光能間接的影響時間,這就是為什麼會有人說如果人達到光速就有可能穿越,當然因為人達到光速周圍時間是變慢的相對於其他地方的時間是快的,所以時光機只能穿越到未來,但如果人類未來的科技可以的穿越到過去也是有可能的,關於這個問題沒有標準答案,必境沒有人知道人達到光速後人周圍的時間會慢多少得不到那個比列就算不出結果。
挫醜窮
如果一個人以光速飛行一天,在地球上是多久呢?
儘管是一個只有一個問號的問題,但這卻包含了兩個含義....很多人可能會有很大的疑問,只是光速飛行了一天,地球上不就是一天麼?
如果是飛行一天的話,那麼毋庸置疑,地球上肯定也是過了一天,但這個速度一旦達到光速之後這性質就完全兩樣了!因為處在極速運動中的物體已經無法用經典的牛頓絕對時空來討論了,必須要考慮一個狹義相對論中的時間膨脹效應:
t為絕對時空中的時間,t'為相對時空中的時間,那麼即使當v=c光速時,毫無意外的計算出t'等於0,也就是說在外部觀測者看來,光速飛船的內部的時間正處於停滯狀態!此時結果就很有趣了,假如觀測這看著這個光速飛行器飛行了一天回到地球上,那麼相信傻瓜也知道這肯定是過了一天!但如果光速飛行器的乘客帶了隻手表,指示過了24小時的話,這問題就有點嚴重了.....!!
因為其時間是不可計數的停滯狀態,那麼在其內部任何可以計算的時間都將轉換成外界的無窮大時間!而這個無窮時間也是無法計數的,地球上過了無窮大的時間那應該算過去了多久呢?
T=T'/0=∞
即使是過去了一個普朗克時間,最終的結果都將可能是宇宙的毀滅.....
因此光速飛船可不是能隨便上的哦,也許你就一去不復返啦!當然以我們人類的技術,速度最高的也就帕克探測器的230KM/S,而光速則是299792458M/S,然而即使我們再進一步努力,我們都無法達到這個速度.....所有在靜止狀態下有質量的物質都無法達到光速!所以想坐光速飛船的朋友洗洗睡吧,一覺醒來穿越到曲速時代還有可能哈..........!!
星辰大海路上的種花家
這樣的假設無法去假設,其根本不成立,因為,無法達到光速。還不如假設一個人以音速,或者是幾分之幾光速來說呢。
我們知道,時間是相對的,在這個宇宙中,時間的流逝有時是不對等的,比如在黑洞附近,你駕駛著飛船以不落入黑洞視界內部的速度飛行,當你回來時,你就相對於你的那些朋友們變年輕了。可能你的模樣看起來只像長了一歲多,但地球上,你的那些老友們可能已經年邁了。
鐘慢效應,運動中的物體時間流速變慢,且運動速度越快,時間流逝的越慢,但這裡可沒有說,達到光速怎麼怎麼樣,恰恰相反,由此知道,光速是不可被超越的。
所以,這樣的假設如何才能解釋?先假設一個根本不可能的事情,不具有任何意義。為了更直觀的解釋鐘慢效應,可以讓這個人駕駛低於光速的飛船試一試。
比如,這個人駕駛著0.999c的飛船(c為光速),飛行一天(飛船系時間流逝),那麼地球上則過去了22.4天;
駕駛著0.999999c的飛船,又會如何呢?地球上則過去了707.1天,可見,時間膨脹效應已體現的非常明顯了;
假設是0.9999999999999999c(16個9)的飛船,地球上則過去了70710678天,也就是193727年,雖然駕駛員感受到的時間流逝僅為1天,但地球上卻確確實實的過去了19萬年多。
至於更快更逼近光速的速度,那可能就是一秒即萬年,轉眼便是滄海桑田。