如果一艘飛船相對地球以無限接近光速行駛100光年,那麼飛船上的人實際上過了多長時間?有何科學依據?

暮斷天


之前回答過一些“光速或者超光速飛行飛船”相關的問題,今天終於碰到了靠譜一些的提問了,飛船無限接近於光速飛行雖然現在或者很久以後的人類都不能實現但是至少在理論上是可行的。

回答本題主要用的就是愛因斯坦狹義相對論的鐘慢效應,簡單的解釋就是物體的運動速度會影響自身的時間流逝速度,速度越快時間流逝速度越慢。當速度無限接近於光速,時間無限趨近於靜止。以下是時間膨脹的計算公式:

如果這艘飛船相對地球以無限接近光速行駛100光年,那麼地球上過了無限接近100年但大於100年的時間,但是飛船上的人實際經過的時間是無限接近於零的,也就是說飛船上的人感覺一瞬間就到了100光年外,再從100光年外一瞬間回到地球上。地球上已經過去了無限接近200年的時間,這就是一眼萬年啊。也是相對論比較奇妙的地方。



科學黑洞


根據狹義相對論,飛船隻能以低於光速的速度運動。運動的飛船與相對靜止的地球相比,時間流逝速率並不同步,飛船的時間會過得較慢,這就是動鍾變慢效應。並且飛船的速度越趨於光速,飛船相對於地球的時間流逝越趨於靜止。相關計算公式如下:

在上式中,ΔT為飛船時間,Δt為地球時間,v為飛船速度,c為光速。

可見,當飛船以無限接近光速的速度相對於地球飛行時,在地球上的觀察者看來,飛船上的時間幾乎靜止。但在飛船上的觀察者看來,時間仍然是正常流逝的,相對論所說的相對不是相對於自己,而是別人。

與此同時,還會出現動尺收縮效應。同樣地,這種效應也是相對於其他參照系而言。

如果是在飛船上的觀察者看來,無限趨近光速的飛船飛行了100光年,那麼,飛船上的人所經歷的時間差不多就是100年,距離除以速度就是了。但在地球上的觀察者看來,飛船上過100年幾乎就是地球上的無限久時間。

如果是在地球上的觀察者看來,無限趨近光速光速的飛船飛行了100光年,那麼,地球上的人所經歷的時間差不多就是100年。但在飛船上的觀察者看來,飛船上所經歷的時間幾乎就是一瞬間。

最後再強調一下,當談論相對論問題時,一定要把同一個參照系的時間和距離對應上,不能弄混掉。還有,相對論效應已經被實驗所證實,定位衛星的時鐘同步需要用到。


火星一號


首先,這艘飛船上的人已經死了,所以,時間根本不存在。


只有當人活著,意識才存在,意識感知時間。


假設一個人20歲被幸運選拔成為宇航員,40歲成功進入太空(參照楊利偉),那麼,他在太空中最多生存10年,也就是50歲的時候就開不動飛船了。


再加上飛船上沒有重力,你很難想象一個50歲的老人,在零重力的飛船上,待上10年。


根據美國宇航局資料記載,能在太空中堅持最久的也才6年,而且,還是年輕宇航員。


所以,光速飛行了100年,這艘飛船已經沒有了時間,因為飛船內部的人已經死了,意識消失,時間停止。


真好解說


首先,光速飛船在目前的物理學體系中是不可行的,所有有質量的物體只能無限接近光速,而達不到光速,行駛100光年的距離,那麼對於地球上的觀測系來說,就是行駛了100年,(當然,飛船抵達終點後,地球上的觀測者還需要100年才能觀察到)這個另說。但是根據狹義相對論,速度越快,相對時間就越慢,也就是飛船上的人體驗到的時間相對於外界時間出現了一個速度差,無限接近光速,那麼這個時間差就無限大。

換而言之,外界過了100年,但飛船上體驗的時間是無限短,飛船上人的體驗大概就是無限短的一瞬間後,飛船抵達100光年外的終點,而外界已經過去了100年,如果這個距離再延長,飛船上的人可能體驗只過去了一秒鐘,宇宙已經過去了萬億年,直到宇宙生命的終點。


暮斷天


如果一艘飛船相對地球以無限接近光速行駛100光年,那麼飛船上的人實際上過了多長時間?有何科學依據?

這個問題還是很嚴謹的,因為無限接近光速的飛船理論上是可以的,只不過能不能達到就是另一回事情了!不過這個無限接近光速實在有點不太好計算這個時間比例,我們不妨把這個速度設置為光速的99.999999%,也算是無限接近光速了吧,看看這個時間交換比是多少哈.....

其實歐洲強子對撞機對質子的加速極限就是99.999999%,所以這個速度是人類達到過的哦,咱可沒有胡言亂語哦,只不過是質量只有1.6726231 × 10^-27 千克,一艘飛船怎麼也得10^3千克吧,所以這個差距實在有點大,不過這並不影響我們計算時間交換比!

√1-(0.99999999/1)^2=1.414213558837561138449533708741e-4

時間交換比約為:7071.067829543144839963392743522倍

簡單的理解就是在這個速度下,地球上過去了7071天,飛船中才會覺得過去了1天,因此我們就可以計算下飛船上過去了多久了!(無限接近光速行駛100光年,那麼在地球上看來就是過了100光年/0.99999999≈100年)那麼計算下:

T=100*365/7071.6763=5.16天

在速度為99.999999%的幾近無限接近光速的飛船中,當地球上過去了100天的時候,飛船中大約才經過了5.16天而已!

我們還可以這樣來理解這個交換比,假如我們能製造出這樣的飛船,那麼只需5.16天就可以穿越到100年後的未來,是不是非常有誘惑力?

似乎我們確實能製造出穿越時間的機器,不過可惜的是隻能穿越到未來而無法穿越到過去,也許這從單向的時間體系來理解比較容易一些!


星辰大海路上的種花家


首先,看到這個問題先嘆一口氣:終於不用回答光速飛行或者超光速飛行的問題了,因為之前的很多問題基本都是要光速或者超光速飛行會是什麼樣的狀態!

理論上只有不達到光速,無限接近光速是可以實現的,即便難度非常非常大!不過很多時候我們在考慮亞光速飛行的時間時,常常會忽略一個重要的前提,那就是必須是在一個參照系下的時間和距離才有意義,不同的參照系下的時間對比沒有任何意義!

什麼意思?

很簡單,舉個比較直白的例子,我在地球上行走,嚴格意義上將我自己感覺的時間流逝速度與你看我的時間流逝速度就不一樣,如果你僅僅問:“我走100米用了多長時間”,這種問題就不嚴謹,因為你沒有說明“從誰的角度看用了多長時間”!

只不過在地球上我們的速度相對光速都太慢了,以至於你我感覺的時間流逝差別可以忽略不計,所以我們經常會不提參照系,直接問用了多長時間!

但是如果對於一艘以無限接近光速的飛船來說,必須考慮不同的參照系下時間流逝速度的不同(相對的不同)。

明白這點,再來回答問題,飛船無限接近光速飛行100光年,飛船上的人實際用了多長時間?

還是要提到參照系。如果參照系是地球上你,也就是:你感覺飛船上的人用了多長時間?答案是無限長時間,因為根據狹義相對論的時間膨脹原理,速度越快時間就越慢(相對越慢),當無限接近光速時,時間幾乎停止!具體過了多長時間,可以參照下面公式:

而如果參照系是飛船的人,也就是說:飛船上的人感覺用了多長時間?答案就是接近100年,很簡單,距離除以速度就可以了!

所以,參照系很重要,在沒有指定參照系的情況下就去討論時間沒有意義!


宇宙探索


我認為沒有科學依據,這個問題應該是哲學原理,比如一輛汽車以100公里每小時的速度在地球表面行駛,行駛500公里用時多少?同樣的速度在水星表面行駛用時多少?

這裡面就存在幾個問題:水星上的500公里與地球上的500公里一樣嗎?水星上一小時與地球一小時一樣嗎?

另外,無限接近光速可以認為就是光速,光速飛船目前是不可能實現的,沒有科學依據。

題主的問題中就存在上面的歧義,所以沒有任何科學依據。而只是哲學原理問題,我們應該用統一的標準去解釋問題。

現在回答第一個問題,飛船以無限接近光速原離地球,以這樣的速度飛行100光年的距離,時間是多少?

前面說了,要用統一的標準回答問題,也就是說問題中說的速度是地球人測量的光的速度,距離單位是地球上的距離,時間也是地球上的時間,那就不要說什麼飛船時間了,這樣就簡單了:

答案當然是100年,而不是一瞬間。

也許有人會說:相對論瞭解一下。

呵呵,你如何證實?想要證實,先造出光速飛船吧!

個人愚見,謝謝閱讀。


九心逍遙


不考慮飛船如何實現如果高速的情況下,飛船上的人度過的時間可能連一秒都不到。“無限接近光速”,那麼飛船整體上就是超越現在理論的特殊存在了,能不能存在於這個宇宙都是個問題。這種狀態,侶意認為需要擺脫宇宙的束縛,到達一種無視宇宙時間的狀態。需要說明的是,離開現有宇宙的規則,人應該會瞬間變成一堆基礎粒子或其它奇怪的東西而不復存在。
哪怕飛船超級厲害,可以製造類似平行宇宙的能力,強行飛過了100光年的現有宇宙距離,那麼這個問題也是矛盾的。飛船的速度完全可以不受現有宇宙的束縛,根本就沒有無限接近光速一說。需要提醒的是,因為現有理論下難以實現這種“無限接近光速”


的飛船,很多討論都是沒意義的。就像天黑之後去太陽會涼快一些一樣,有這個時間思考這個,還不如睡覺。


侶意


飛船在宇宙中航行,需要的是星空座標。和所在星域的磁場鏈接,才能夠完成飛行。到達指定的星球,就是說飛船能夠在。宇宙中自由航行,所需要的動力就是。星域磁場或星球磁場,如果你掌握的科技。不能鏈接星球的磁場,那你製造出來的。飛船就不能在宇宙中航行,只有掌握了飛船鏈接。星球磁場的動力,這種科技的飛船。才能夠在宇宙中航行,在飛船離開地球后。脫離了地球磁場引力,也就是擺脫了地球保護和時間控制。飛船走進另一個星域,接受的是那個星域磁場的控制和保護。時間觀念也得到了改變,就是說不同的星球有不同的磁場。來決定時間觀念。古人有句話,洞中方一日。世間以千年,這句話就是說星球之間。都有不同的空間時間觀念,探索宇宙。瞭解未來,我們要暢開思路。不能在前人的腳步上徘徊,往前走。為我們人類找到新的希望。


北京故宮i火鍋



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