03.04 假如一個人乘坐一艘近光速的飛船,繞地球軌道飛行一年再著陸,這時他會比我們年輕嗎?

量子貓


愛因斯坦的狹義相對論裡有一個重要公式,就是速度帶來的“時間膨脹”,簡單說就是速度越快時間的流逝(相對)就越慢!

當然,這種時間流逝速度變慢需要有兩個不同的慣性參照物,也就是“相對”的概念,如果只有一個參照物,比如說只有你自己,無論速度多快你都不會感受到時間變慢!

也可以這麼理解,只要兩個參照系之間的相對速度有差異,他們之間的時間流逝速度就不一樣!

樓主提問的問題不難解答,無論飛船如何飛行,只要飛船上的人的速度相對地球上人的速度更快,飛船上的人時間流逝就會變慢,當他再次回到地球上時,會比地球上的人更年輕!

事實上,這種情況已經發生在我們身邊很多次了!比如說,目前人類在國際空間站中呆的時間最長的人是俄羅斯宇航員瓦列裡-波利亞科夫,時間為437天。當他回到地球上時,他會比所有人都年輕了一點,但年輕的非常有限,根本看不出來。

通過狹義相對論時間膨脹的公式可以計算出,在國際空間站呆一年,會年輕大約0.014秒,如此短的時間基本上可以忽略不計!

不過如果以亞光速飛行,比如說問題中的99%光速,時間膨脹效應就非常明顯了,如果飛行一年再次回到地球,會發現地球上已經過了大約7年時間!你比所有人都年輕了6歲!


宇宙探索


假如一個人乘坐一艘近光速的飛船,繞地球軌道飛行一年再著陸,這時他會比我們年輕嗎?

首先在分析這個問題之前要表明這有兩種情況,一種是地面參考系的時間為一年,另一種情況是飛船參考系的時間不一樣,兩者有非常大的區別,可以按如下公式計算下:

t為飛船時間,t'為地面時間,V為飛船速度,C光速,那麼時間就可以計算出來了:

第一種情況:地面時間過了一年,飛船時間為:

t=1*√ 1-0.99^2/1^2≈0.1411年≈51天

第二種情況,飛船內過了一年,那麼地面時間為:

t'=1/√ 1-0.99^2/1^2≈7.1年

看起來就很簡單了,如果是地面過了一年,那麼飛船上的人回到地面的時,他們只過了51天

如果飛船上過了一年的話,回來的時候地面已經過了7.1年

當然有一點要提醒一下的是,如此高速的飛船是不可能環繞地球飛行的,早就脫離太陽系甚至銀河系和本星系去而去了,遠遠超出了這些星系的逃逸速度,當然只是超過了逃逸速度,能不能出去卻是一個時間問題!


星辰大海路上的種花家


為了便於說明問題,這裡還是假設在地球上有一對雙胞胎甲和乙。如果甲乘坐一艘接近光速的飛船,飛行一年再著陸,根據狹義相對論的時間膨脹效應,甲的時間流逝速率比乙更慢,即甲所經歷的時間比乙更短,所以甲會比乙更年輕。下面做個簡單的計算。

如果飛船的運動速度達到光速的99%,飛船則無法在地球軌道上繞著地球飛行,因為繞地球做圓周運動的最快速度為第一宇宙速度,即7.9千米/秒。而當速度超過第二宇宙速度(11.2千米/秒)時,飛船將會脫離地球引力的束縛而飛到外太空中。除非這種飛船類似於某種超高速列車,它們運行在環繞地球的某種特製軌道上。此外,為了便於計算,這裡假設飛船加減速所需的時間很短暫,與一年的時間相比可以忽略不計。於是,飛船以光速的99%做勻速運動時可以視作一個慣性參照系,地球也是如此。理論上,甲所經歷的時間ΔT和乙所經歷的時間Δt具有以下關係:

其中c表示光速,v表示飛船速度(0.99c)。

如果在甲看來時間過去了一年,根據上式,可以算出對應乙所經歷的時間約為七年。因此,當飛船飛離地球,並且以0.99c的速度飛行一年,然後再著陸到地球上時,地球上的時間其實已經過去了七年,這意味著甲會比以乙年輕六歲。

不過,有些人可能會說,運動是相對的,這樣看來,乙也會比甲年輕六歲,那麼究竟是誰比較年輕呢?事實上,這正是著名的雙生子佯謬。由於甲的旅程中真實地經歷了加減速的過程,他的世界線不再是測地線,而處於慣性系中的乙的世界線始終為測地線。在閔可夫斯基空間中,測地線的長度最長,所以地球系的固有時越長,時間流逝速率也相應越快。因此,真正老得快的是處在地球上的乙。


火星一號


這時候地球存不存在都是個問題

廣義相對論告訴我們

速度越快,時間越慢

所以對於你來說只過了一年

而對於地球上的人來說

來說

估計太陽系已經二維化了(滑稽)


一路伴風光


不一樣!!!!打個比方吧!一年時間還是太短了!我們把它放大一百倍來看看!我從地球到銀河系中心比如用了一光年時間,而你從地球到銀河系中心用了一千光年時間!我用了1年時間。而你一輩子不夠,要用十輩子才能完成這任務!到時我只能和你十輩孫談天了!


悠然別上山


根據相對論,時間變慢效應:



接近光速的99%你代入公式計算下,大約你比地球人年輕6、7年。


癲濟哥


實話告訴你,即使你用超光速繞地球飛一圈,著陸後,你的年齡外表還是和我們一樣,不過你的思想會落後我們一年,為什麼怎麼說呢?

因為光速,和公里表上的時速一樣,只是一個計量長度距離的單位,速度越快,到達目的地也就越快,比如平時從A到B普通速度需要1000個小時,當你使用光速後,只需要1小時,從時間上你是比別人快了1000分之1,但這並不代表你比別人年輕了1000個小時。

再說一個例子:你坐飛機去北京,你兩個小時到達北京,而我坐汽車,一個星期才到達北京,這個時候,你和我的年齡還是一樣的比例,你並沒有比我年輕一個星期。


生活DV


科學家們不敢坐光速飛船作實驗,只能用動物和他人作實驗,因為他們知道啥結果。只說計算結果,其它方面保密,研製出來也沒幾人敢坐飛船,最後用機器人作實驗,回來之後,發現機器人全都患半身不隨,與患腦血栓一個模樣,一點沒年青,更沒反老還童。只有加速衰老破壞跡象,但時鐘早停了,要是能放個活人作實驗就好了,肯定會反老還童。最後在監獄裡把死刑犯裝進飛船,實驗結果,與科學家預測完全一樣,全年青飄亮走下飛船,獲提前刑滿釋放回家了,又把老弱病殘無治疔價值的病人送進飛船,回來全變年青飄亮的少男少女,人類長生不老夢想盡實現。


開心果52105317


年輕啥年輕時間不會停滯倒流!就算你超越光速了,你還是在時間裡,該發生的事情還是發生了!這是必然的,所謂的減少時間只不過是節約了兩點之間的並不是就說之前的物體因為你的節約時間而改變了物體的各種屬性規則!


遊戲991373


不會!就算是飛船的速度再快,也不會。

就好比經典問題:一斤鐵和一斤棉花哪個重?一樣重!!!

在地球上和在飛船上所經過的時間是一樣的,所經過的路程不一樣,說明速度不同,至於年齡,都長一歲!


分享到:


相關文章: