03.04 假如一个人乘坐一艘近光速的飞船,绕地球轨道飞行一年再着陆,这时他会比我们年轻吗?

量子猫


爱因斯坦的狭义相对论里有一个重要公式,就是速度带来的“时间膨胀”,简单说就是速度越快时间的流逝(相对)就越慢!

当然,这种时间流逝速度变慢需要有两个不同的惯性参照物,也就是“相对”的概念,如果只有一个参照物,比如说只有你自己,无论速度多快你都不会感受到时间变慢!

也可以这么理解,只要两个参照系之间的相对速度有差异,他们之间的时间流逝速度就不一样!

楼主提问的问题不难解答,无论飞船如何飞行,只要飞船上的人的速度相对地球上人的速度更快,飞船上的人时间流逝就会变慢,当他再次回到地球上时,会比地球上的人更年轻!

事实上,这种情况已经发生在我们身边很多次了!比如说,目前人类在国际空间站中呆的时间最长的人是俄罗斯宇航员瓦列里-波利亚科夫,时间为437天。当他回到地球上时,他会比所有人都年轻了一点,但年轻的非常有限,根本看不出来。

通过狭义相对论时间膨胀的公式可以计算出,在国际空间站呆一年,会年轻大约0.014秒,如此短的时间基本上可以忽略不计!

不过如果以亚光速飞行,比如说问题中的99%光速,时间膨胀效应就非常明显了,如果飞行一年再次回到地球,会发现地球上已经过了大约7年时间!你比所有人都年轻了6岁!


宇宙探索


假如一个人乘坐一艘近光速的飞船,绕地球轨道飞行一年再着陆,这时他会比我们年轻吗?

首先在分析这个问题之前要表明这有两种情况,一种是地面参考系的时间为一年,另一种情况是飞船参考系的时间不一样,两者有非常大的区别,可以按如下公式计算下:

t为飞船时间,t'为地面时间,V为飞船速度,C光速,那么时间就可以计算出来了:

第一种情况:地面时间过了一年,飞船时间为:

t=1*√ 1-0.99^2/1^2≈0.1411年≈51天

第二种情况,飞船内过了一年,那么地面时间为:

t'=1/√ 1-0.99^2/1^2≈7.1年

看起来就很简单了,如果是地面过了一年,那么飞船上的人回到地面的时,他们只过了51天

如果飞船上过了一年的话,回来的时候地面已经过了7.1年

当然有一点要提醒一下的是,如此高速的飞船是不可能环绕地球飞行的,早就脱离太阳系甚至银河系和本星系去而去了,远远超出了这些星系的逃逸速度,当然只是超过了逃逸速度,能不能出去却是一个时间问题!


星辰大海路上的种花家


为了便于说明问题,这里还是假设在地球上有一对双胞胎甲和乙。如果甲乘坐一艘接近光速的飞船,飞行一年再着陆,根据狭义相对论的时间膨胀效应,甲的时间流逝速率比乙更慢,即甲所经历的时间比乙更短,所以甲会比乙更年轻。下面做个简单的计算。

如果飞船的运动速度达到光速的99%,飞船则无法在地球轨道上绕着地球飞行,因为绕地球做圆周运动的最快速度为第一宇宙速度,即7.9千米/秒。而当速度超过第二宇宙速度(11.2千米/秒)时,飞船将会脱离地球引力的束缚而飞到外太空中。除非这种飞船类似于某种超高速列车,它们运行在环绕地球的某种特制轨道上。此外,为了便于计算,这里假设飞船加减速所需的时间很短暂,与一年的时间相比可以忽略不计。于是,飞船以光速的99%做匀速运动时可以视作一个惯性参照系,地球也是如此。理论上,甲所经历的时间ΔT和乙所经历的时间Δt具有以下关系:

其中c表示光速,v表示飞船速度(0.99c)。

如果在甲看来时间过去了一年,根据上式,可以算出对应乙所经历的时间约为七年。因此,当飞船飞离地球,并且以0.99c的速度飞行一年,然后再着陆到地球上时,地球上的时间其实已经过去了七年,这意味着甲会比以乙年轻六岁。

不过,有些人可能会说,运动是相对的,这样看来,乙也会比甲年轻六岁,那么究竟是谁比较年轻呢?事实上,这正是著名的双生子佯谬。由于甲的旅程中真实地经历了加减速的过程,他的世界线不再是测地线,而处于惯性系中的乙的世界线始终为测地线。在闵可夫斯基空间中,测地线的长度最长,所以地球系的固有时越长,时间流逝速率也相应越快。因此,真正老得快的是处在地球上的乙。


火星一号


这时候地球存不存在都是个问题

广义相对论告诉我们

速度越快,时间越慢

所以对于你来说只过了一年

而对于地球上的人来说

来说

估计太阳系已经二维化了(滑稽)


一路伴风光


不一样!!!!打个比方吧!一年时间还是太短了!我们把它放大一百倍来看看!我从地球到银河系中心比如用了一光年时间,而你从地球到银河系中心用了一千光年时间!我用了1年时间。而你一辈子不够,要用十辈子才能完成这任务!到时我只能和你十辈孙谈天了!


悠然别上山


根据相对论,时间变慢效应:



接近光速的99%你代入公式计算下,大约你比地球人年轻6、7年。


癫济哥


实话告诉你,即使你用超光速绕地球飞一圈,着陆后,你的年龄外表还是和我们一样,不过你的思想会落后我们一年,为什么怎么说呢?

因为光速,和公里表上的时速一样,只是一个计量长度距离的单位,速度越快,到达目的地也就越快,比如平时从A到B普通速度需要1000个小时,当你使用光速后,只需要1小时,从时间上你是比别人快了1000分之1,但这并不代表你比别人年轻了1000个小时。

再说一个例子:你坐飞机去北京,你两个小时到达北京,而我坐汽车,一个星期才到达北京,这个时候,你和我的年龄还是一样的比例,你并没有比我年轻一个星期。


生活DV


科学家们不敢坐光速飞船作实验,只能用动物和他人作实验,因为他们知道啥结果。只说计算结果,其它方面保密,研制出来也没几人敢坐飞船,最后用机器人作实验,回来之后,发现机器人全都患半身不随,与患脑血栓一个模样,一点没年青,更没反老还童。只有加速衰老破坏迹象,但时钟早停了,要是能放个活人作实验就好了,肯定会反老还童。最后在监狱里把死刑犯装进飞船,实验结果,与科学家预测完全一样,全年青飘亮走下飞船,获提前刑满释放回家了,又把老弱病残无治疔价值的病人送进飞船,回来全变年青飘亮的少男少女,人类长生不老梦想尽实现。


开心果52105317


年轻啥年轻时间不会停滞倒流!就算你超越光速了,你还是在时间里,该发生的事情还是发生了!这是必然的,所谓的减少时间只不过是节约了两点之间的并不是就说之前的物体因为你的节约时间而改变了物体的各种属性规则!


游戏991373


不会!就算是飞船的速度再快,也不会。

就好比经典问题:一斤铁和一斤棉花哪个重?一样重!!!

在地球上和在飞船上所经过的时间是一样的,所经过的路程不一样,说明速度不同,至于年龄,都长一岁!


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