戒菸就要吃零食

首先說，純粹依靠提速的方式來加速到光速，這是不可能的事情，因為這需要提供無窮大的能量，以至於這項任務不可能完成。

那麼你可以加速至光速的99.99999999999%，這樣就不違反狹義相對論了，此時由於速度極其接近於光速，時間膨脹效應明顯，這種感覺可能就是外界比如地球上過去了100年，飛船內才剛剛過去一秒鐘，就是這個感覺。

所以，理論上是可以出現這種情況的，就是剛剛飛走時是30歲，等飛出去150個地球年（這裡用來特指地球上過去的時間）之後回來，歲數根本沒有增加，對於這個飛行員來說，也許就只是喝杯茶的時間而已。

比方說我們來計算一下，一個人乘坐光速的99.999999%速度的飛船，飛船中過去了1年，地球上過去了多長時間呢，答案是7071年。

也就是說，雖然在飛船中，這位駕駛員感覺像是剛剛過去一年，但是地球上卻已經是滄海桑田，海枯石爛了。

個人的淺見，你們有什麼要補充說明的嘛？

科學船塢

人類並不能達到光速，所以問題可以改一下：如果30歲的宇航員乘坐接近光速飛船飛出150個地球年，再回到地球會是多少歲？

01

時間的相對性

時間是有相對性的，不同參考系和地點的時間對比起來才有意義。

如果只看自身的參考系，則時間永遠是那樣均勻。

對你來說，感覺不到自己的時間的流逝，你的生命活動、你的衰老過程都是速率恆定的。

在你自身的參考系中，你能活多久，就只能活多久——人類的壽命，不過百年。

02

150個地球年，指的是哪裡的？

根據上面的描述，我們必須弄清楚一個問題：

這150個地球年，指的是哪裡的？

是飛船上的?還是地球上的？

假設以光速的90%飛行，那麼時間會變慢大約2.3倍。（不考慮加速減速）

所以，如果是地球上150年，那麼飛船上過了大約65年；

如果是飛船上過了150年，地球上過了約350年。

所以，前一情況下，宇航員95歲了；後一種情況下，宇航員就380歲了！

宇宙物理學

對於地球上的人類來說，應該有150+30=180歲。但對於宇航員本人來說只有32.2歲（忽略掉啟動、調頭和減速降落），沒錯，他沒多大改變。

這是根據愛因斯坦的狹義相對論裡的雙生子謬論計算得出：一對雙生子，一個人A以近光速飛離地球做太空旅行，另一個人B仍然留在地球；當飛離地球人的回到地球時，他會比留在地球上的另一個人更年輕。假設A駕駛的飛船非常接近光速c（v=0.999999c），當A回到地球與B會合時，他的兄弟早已死去，因為地球上已過去150年了。

引用公式T=t/sqr（1-b²）（移動時鐘時間膨脹現象），地球作為近似慣性系；A經歷加速與減速過程，為變加速運動參考系。不管在哪個參考系，A都比B年輕，這是愛因斯坦交代得很清楚的問題。在這裡分析很複雜，牽涉到很多知識和公式。

有人認為愛因斯坦的相對論互相矛盾，這是誤解，如果用時空圖和世界線來分析就會簡單得多。

弄潮科學

簡單說，34歲。怎麼算的，看正文。

圖示：光速飛行

首先達到光速時，時間就會停止，所以宇航員回到地球后到底幾歲，關鍵看飛船究竟花了多長時間加速和減速。

宇航員的年齡就是30+飛船兩次加速和減速的時間。

1、離開地球時加速到光速的所需要的時間

2、在準備回返地球時從光速狀態下減速所花的時間，為了簡單讓我們假設需要將速度降到零，然後回頭

3、再次加速到光速所花的時間

4、靠近地球時減速所花的時間

雖然，光速是不可能達到的，但讓我們不妨計算一下，以人體能承受的最高加速度，到底需要多長時間來進行加速和減速吧。根據現有資料，人體承受的最高正加速度的世界紀錄為46.2G，最高負加速度為35G，這些寶貴資料來自一位勇敢的醫學博士，在1947~1954年間，在美國新墨西哥州的一系列可怕的實驗，這些實驗為設計空軍逃生彈射裝置等提供了關鍵參考數據。

圖示：瘋狂醫學博士約翰・保羅・斯塔普用自己來測試人體極限。

圖示：六個火箭噴口，製造出世上最快加速度46.2G，它讓斯塔普博士獲得了世界上速度最快的人的稱號。

眼球差點從眼眶裡脫落，導致實驗者失明瞭兩天，因為視網膜差點脫落。在這些瘋狂的實驗中，博士弄斷過背，胳膊和手腕，還為此掉了6顆牙，並因此患上了疝氣，這是腸子從腹股溝薄弱之處膨出，但這是極度加減速造成的糟糕後果，但他還是活了89歲。

圖示：超高速攝影機拍攝急停。1954年，約翰・保羅・斯塔普用1.4秒完成了從每小時200公里到完全靜止的急剎車的瘋狂實驗，這個實驗讓他失明瞭兩天，實驗用了四隻反噴的火箭來完成。

讓我們以這位瘋狂博士為範本，為了簡化計算過程，讓我們統一用30G的加速度，簡單計算將一艘飛船從零加速到光速需要多長時間，並且設1G=10米/平方秒，即總加速度為300米/平方秒，真空光速為299,792,458米/秒，也讓它略等於300,000,000米/秒，這意味著只需要加速1,000,000秒，就達到了光速，當然減速也需要同樣長的時間，就能從光速降到零。而加減速一共會發生四次，所以也就意味著4,000,000秒，4,000,000/3600=111.111小時 = 46.3天。

好了，答案是宇航員自己只經歷了46.3天。

地球上經歷300年，因為是飛出去150個地球年，再飛回來地球還得過150年。

但30個G實在太誇張，我們也不是這位為了科學可以獻身的勇士。而且這樣誇張的加速度也不是長期承受的，僅僅是一個瞬時紀錄而已。所以，對於我們大多數凡人來說，還是用一種溫柔的方法來加速算了，有多溫柔呢，就相當於你呆在地球上所承受的重力來加速和減速，即大約1個G！這是肯定可以長期承受的正或負加速度，那麼需要多久才能加速到光速呢，很巧呢，大約只需要一年的時間，當然從光速減速到零，也需要同樣多的時間呢。

因此加減速需要花四年的時間。

宇航員回到地球時的他的年齡是34歲。

圖示：怎麼給宇航員提供重力一直是制約宇航員長期太空生活的一個大問題。

但如果可以用1G的加速度不停的加速，那這個問題就消失了，加速一年時間就相當於在地球上呆了一年。

圖示：通過旋轉利用離心力來代替重力是科幻片中的常見解決方案，唯一的問題是，需要一個很大的圓環來緩慢旋轉，否則宇航員會出現各種不舒服的感受。

但是光速畢竟是達不到的，如果宇航員是用0.9倍光速前進呢？那麼他回到地球上時又是多大年齡呢？

由於加減速需要消耗的時間實在太少，所以先忽略不計。

現在，我們只考慮狹義相對論帶來的時間膨脹效應。先看下面的公式。

圖示：狹義相對論中的時間膨脹公式，t為運動的一方所經歷的時間，t'為處於慣性系中靜止不動的一方所經歷的時間。

讓我們來計算一下，當V = 0.9C的時候，t=1年，那麼t'是多少呢？

可以發現t'^2=1/(1-0.81)=5.26 t'=2.29年，也就是膨脹係數大約2.3倍。

反推一下就是如果t'=150年，那麼宇航員經歷的時間是150/2.29 = 65.5年。

即當宇航員經歷了65.5年時，地球就經歷了150年。

現在他掉頭回到地球，還需要再經歷65.5年。

所以，宇航員的年齡為：30+2*65.5 = 161歲。

但正常情況下，宇航員大概沒法活著回到地球了呢。

圖示：根據狹義相對論，時間膨脹效應再逼近光速時才會陡然上升，達到光速時，時間停止流逝。

裸猿的故事

要想搞清楚這個問題，首先我們需要知道什麼是光速。

你可能說：這還不簡單，光速嘛，就是光的速度，每秒鐘30萬公里。

實際上，根據愛因斯坦的狹義相對論，光速是指“所有無質量粒子和相關場的變化在真空中傳播的速度”。一般而言，光速是一個物理常數，它的精確值為 299,792,458米/秒。

（光）

我們需要注意兩點：

一、所有無質量粒子和場才能達到光速。

按照愛因斯坦的理論，任何有質量的粒子都是無法達到光速的，到目前為止，已經知道的無質量粒子只有光子和膠子，其它全是有質量的粒子。膠子又被限制在強子中，從來沒有人觀測到自由的膠子，所以到目前為止宇宙中能達到光速的粒子只有光子。而其它的粒子如果要達到光速，它的質量都趨向於無窮大，所以狹義相對論認為有質量的粒子不可能達到光速。

（愛因斯坦）

二、光速是指在真空中傳播的速度。

我們經常說空間站是在真空中飛行，太陽系的行星之間是真空地帶，太陽系與其它星系之間是真空等等。宇宙中有沒有真空？嚴格地說並沒有。以前我們說地球大氣層的厚度有1000公里，從這個角度來看，在400公里高度軌道上飛行的國際空間站實際還處在大氣層內。而最新的觀測結果更是表明地球大氣層的實際厚度甚至要超過60萬公里，也就是說連月球軌道都還在地球大氣層的包裹之中。

（月球的周圍並非真空，它在地球的大氣中飛行）

同樣的，無論是太陽系還是宇宙間看似一無所有的虛空之中，其實是充斥著各種各樣的物質，你很難真正找到理想的真空。

瞭解到上述事實，我們便可以明白：“乘坐光速飛船”這個理想，至少按照愛因斯坦狹義相對論的原理，是不可能實現的了。

（想象中的光速飛行）

如果你說愛因斯坦狹義相對論不一定是對的，那麼等於你否認了狹義相對論中“時間膨脹”的理論。

這個“時間膨脹”理論認為：以光速行進的無質量粒子不受時間的影響。

“時間膨脹”具體的表述是這樣的：對於慣性參考系中的觀察者，將測量相對於他移動的時鐘，以比在其參考系中靜止的時鐘更慢。

這種情況有時被稱為特殊相對論時間膨脹。相對速度越快，彼此之間的時間膨脹越大，隨著接近光速（299,792,458 m / s），時間達到零。這導致以光速行進的無質量粒子不受時間的影響。

（對於藍色時鐘的本地慣性參照系，運動中的紅色時鐘被認為是更慢的）

現在，我們將相對論拋到一邊，假設一個宇航員真的呆在一艘光速飛行的宇宙飛船之中。他的時間真的能停止嗎？

如果時間停止，是否意味著他的心臟停止了跳動、思維停止了運轉、一切生命活動中止、甚至組成他肌體的所有粒子都被停止的時間“凍結”了呢？

（飛船）

如果是，那代表他已經死了，並且他處於絕對零度的狀態。

如果不是，那麼這位宇航員一定會跟在地球上一樣在不斷衰老，150年後他要是還能幸運地走下飛船，那麼他的年齡會是180歲。

你覺得他能活到180歲嗎？

老粥科普

如果30歲的宇航員乘坐光速飛船飛出150個地球年，再回到地球會是多少歲？

觀點：

如果飛船達到光速，地球時間和飛船時間同步，地球過去150年，飛船裡的時間也過去150年，宇航員180歲。飛船達不到光速，但無限趨近於光速，宇航員還是30歲。

鐘慢尺縮效應

根據愛因斯坦的狹義相對論，飛船的速度太快會出現“鐘慢尺縮”效應。意思是飛船高速飛行時，飛船裡有個表，地球上有個表，兩個表會對不上。假設地球上有個千里眼能看到飛船上的時鐘會發現這個時鐘走的比地球上的時鐘慢。

在地球上的觀察者看來除了時鐘，一切事物都相對變慢。比如說飛船上的人正在練武術。

飛船裡是這麼練的↓

地球上的觀察者看到的是這樣的↓

光速不變原理

狹義相對論是愛因斯坦基於光速不變原理推導出來的。光為一種電磁波，光速不變原理又是通過麥克斯韋電磁理論中電磁波的速度為常數得出，並且電磁波不受時間和空間所影響，後來邁克爾遜——莫雷實驗又通過實驗證明了麥克斯韋理論，所以光速不變原理是已經被證實的。那麼愛因斯坦狹義相對論毫無疑問是正確的。

飛船達不到光速

質能等價理論是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論，通過這個推理可以知道質量和能量是等價的。物質的質量越大，能量就越大。相反能量越大，質量就越大。

通過質增效應，可以知道如果靜止的質量為m0的物體的速度越大，動質量m越大。

質增公式

當飛船速度越快，質量就越大，質能等價，需要的能量就要越大。當v=c時，分母為0時除非分子m0同時為0，否則不成立。相反任何靜質量為0的物質，能達到光速，不能低於光速，只能是光速。飛船有質量所以達不到光速，除非相對論錯了。

假設飛船達到光速回到地球多少歲

因為飛船達到了光速，所以愛因斯坦的狹義相對論錯了，那麼就不能用狹義相對論來計算。也就沒有相對時間變慢的問題，地球時間和飛船時間是同步的，宇航員要是還沒有掛掉，就是：30+150=180歲

還有一種科幻片的可能性：

科幻片宇宙飛船裡是有休眠艙的，人往裡一躺，把身體冷凍起來，睡覺一覺醒來就是N年。30歲上飛船開始睡，中間起來溜達溜達再睡，150年後醒來還是30歲。這種技術在地面上實現了把得了癌症的將死之人凍起來，但是目前還沒有成功復甦的案例。將來癌症問題解決了能不能讓凍人甦醒誰也不知道。

飛船未達到光速，趨近於光速

根據狹義相對論，鐘慢尺縮效應，當物體高速行駛，相對於外在的觀察者來說，飛船裡的時鐘會變慢，時間膨脹，飛船尺寸變小。

當速度接近於光速，當飛船到達地球上擺放時鐘過去的時間 t' 約為150年，光速為C帶入洛倫茲時間變換公式計算可以得出

飛船裡的時鐘過去了：

當速度為0.99c ，t=21年

當速度為0.9999c ,t=6.7年

當速度為0.999999c ,t=0.21年

當速度為0.9999999c ,t=0.067年

當速度為0.99999999c ,t=0.021年

當速度為0.999999999c ,t=0.0067年

飛船越趨近於光速，飛船裡的過去時間越短，一去一回對於地球來說過了150年，對於飛船裡的人來說只是一瞬間。

這裡面不包含飛船加速的時間和減速的時間。

科學美少男

鑑於真正的光速飛船不可能存在，因此宇航員乘坐的光速飛船隻能無限接近光速，這意味著儘管時間膨脹效應會很厲害但時間並不會真正停下來，並且時間膨脹效應只是低光速下的我們看到的景象，在近光速運動的宇航員那裡時間仍然是以正常速度流逝的，也就是說宇航員一樣會老會餓會死。

一個正常人類宇航員是不可能駕駛光速飛船超過平均壽命的，以往我們聽到的那些“光速飛船飛一天地球上過一年”的說法雖然沒錯，但那是因為光速飛船隻飛了一天，要是讓它飛80年100年的話儘管地球上會過36500年，但宇航員早就老死了。

在討論類似的問題時首先要把參考系搞清楚，題主所說的150年是地球年，而宇航員的壽命很明顯不可能達到150地球年，因此單單從這個角度來看該問題是沒有意義的。

想達成“飛船一天地球一年”的目的就需要飛船速度達到0.999996247倍光速，這樣一來宇航員只需要在飛船內待150天，地球上就會過去150年。

宇宙探索未解之迷

題目沒有交代明白這150個地球年是相對於哪個參考系的時間。咱們分兩種情況分別討論一下。

一，如果是相對光速飛船參考系時間的150地球年

那這個宇航員就是至少30+150+150=330歲了。前提是他還活著，且他乘坐的不是光速飛船，這個原因有二：

1，首先光速飛船是不可能存在的，相對論告訴我們：任何靜質量不為0的物體是不可能達到光速的，這就是光速限制原理，愛因斯坦狹義相對論有個質量效應公式能夠解釋的很清楚：

其中，m為物體的質量，m0為物體的靜質量，V是物體的運動速度，c為光速。如果Ⅴ→c，則分母→0，那麼m→+∞，這樣全宇宙的能量都不夠驅動這個無窮大質量的物體，所以從理論上闡明瞭光速是不可能達到的。而在實踐中也充分證明了這一點：

在高能物理中，人們為了驗證新理論以及得到理論所預言的新粒子，往往用對撞機將兩個粒子進行加速然後互相撞擊，以期瞭解物質的內部結構，理論上對撞機越大，能量級別就越高，粒子速度越大，撞擊產生新粒子的概率越大。可人們發現，無論多大的對撞機都不能把粒子加大到光速。

周長27公里的歐洲強子對撞機

要想讓物體達到光速，除非無限大的能量，而這是不可能的。因此光速飛船是不存在的。

2，就有人不服氣：怎麼就不能達到光速，達到光速能咋的？那我們就延伸一下，如達到光速會如何：隨著飛船速度的增加，周圍時空越來越彎曲，當達到光速，現存的時空無限彎曲――時空不存在了，宇宙對於宇航員和飛船來說崩坍了。因此光速飛船是沒有時間的，也就沒有所謂的150年。這就是他不能乘坐光速飛船的原因。

結論：只有亞光速飛船才有時間，宇航員經歷來回300年後就是330歲了，而地球不知過了多少年了。

二，如果是相對於地球參考系的150年

目前人的壽命只有百歲左右，看題主的意思，這150年很可能是相對於地球的時間。下面咱們再來答一答。上面已經說了，光速飛船是不可能的，如達到光速，飛船和人就不以時空方式存在了。說白了，它們就成為光了。時間對於光是毫無意義的，1秒、150年，甚至138億年對於光來說是一樣的。所以儘管地球上過了300年，但這個宇航員回來時還是30歲，前提是他還存在（應該說他已經不以時空方式存在了，從這個意義上說，他連30歲也沒有了）。

既然達不到光速，如果宇航員乘坐亞光速飛船飛出150地球年，地球過了150年，宇航員因為高速飛行且存在加減速的過程，他的時間因轉換了好幾個參考系而真的膨脹了，變慢了。他回地球時的年齡絕對要小於330歲，具體多大要看飛船的速度有多接近光速，越接近光速，他的歲數越小。具體由以下公式計算：

其中△t′為宇航員經歷的時間，△t為地球經歷的時間300年，V為飛船速度，c為光速。有興趣的話可以根據不同速度算一下，我就不在這裡算了，我的答案到此結束，歡迎評論。

物原愛牛毛1

光速除了光能達到，其他的所有有質量的物體運動速度都不可能達到光速，但題主既然說了如果，我們不防就考慮一下。

光速在數值上等於299792458㎞/s，可在一秒內繞行地球赤道七週半，是宇宙中最快的速度了。

如果一個30歲的宇航員乘坐以光速飛行的飛船飛了150個地球年，在牛頓的絕對時空觀裡，速度和時間並沒有什麼聯繫，這樣看來，如果這個宇航員還活著，應當有180歲。

但事實並非如此，愛因斯坦認為時間不再是絕對的，而是相對的，並且速度能影響時間——速度越快，時間流逝的越慢，它們的關係可以總結成下面這個時間膨脹效應公式。

其中的Δt為普通人的時間，t為飛船上的人經歷的時間，v就是飛船的速度。這樣一來，Δt就是180年，而我們需要求解的就是t。

因為v就是光速，所以v=c，移項的t=0，即飛船上的人經歷的時間等於零，也就是飛船上的時間停止流逝了。

所以150個地球年後，30歲的宇航員依然是30歲。

科學新視野

根據愛因斯坦的相對論，光速飛船是不會存在的，因為飛船擁有靜質量，這就使其無法被加速到光速（c），不然需要無窮無盡的能量。不過，飛船可以被加速到趨近於光速，由此將會產生巨大的鐘慢效應。

假設地球上有一位年齡為30歲的宇航員，他乘坐亞光速飛船離開地球。那麼，經過150個地球年的飛行之後，再回到地球上，該宇航員的歲數是多少呢？

首先，需要強調的是，但凡談到相對論效應，需要明確某個時間是相對於哪個參照系來說。因為根據相對論，不同參照系之間的時間流逝速率並非一致。

在這個問題中，亞光速飛船飛行150年，並沒有說明這150年是相對於哪個參照系的時間。如果選擇不同的參照系，結果將會大為不同。

第一種情況，如果這150年是相對於亞光速飛船參照系的時間，那麼，宇航員所經歷的飛行時間就是150年。因此，當宇航員回到地球上時，他的歲數已經達到了180歲，這意味著他不可能活著回到地球上，除非他進行了冬眠。

對於地球上的人來說，亞光速飛船的飛行時間又是多久呢？根據狹義相對論，這取決於亞光速飛船的速度（v）。亞光速飛船的時間（ΔT）和地球的時間（Δt）關係如下：

如果亞光速飛船的速度為光速的98.87%，對於地球上的人而言，飛船的太空之旅用了1000年的時間。也就是說，地球上的人會認為宇航員的歲數已經是1030歲。

第二種情況，如果這150年是相對於地球參照系的時間，並假設亞光速飛船的速度為光速的98.87%，根據狹義相對論的時間膨脹效應公式可得，飛船上所經歷的時間只有大約22年。因此，當宇航員回到地球上時，他會覺得自己的歲數只有52歲。

然而，與該宇航員同時代的地球人早就不在了。因為根據地球參照系，宇航員是在150年前離開地球，宇航員現在的歲數已經達到了180歲。

由於這種時間膨脹效應的存在，使得導航衛星的原子鐘需要進行校準，否則它無法與地面原子鐘同步，精確導航也就變得不可能。另外，利用這種效應，人類還可以實現飛向未來的時間旅行。只是這個未來不是自己的，而是別人的。

最後，要讓飛船在短時間內加速到亞光速很困難，而且人類也無法承受如此巨大的加速度。更為合理的選擇是採用1g加速度的勻加速運動，這樣在太空中的宇航員也能感受到相當於1g的重力，從而讓宇航員能夠長期生活在太空中。並且經過長時間的加速之後，也會產生非常顯著的時間膨脹效應。

關鍵字: 地球 多少歲 光速