人以光速離開地球一年,再以光速返回,那麼地球上過去了多長時間?

東迪公司何生


看這個題目,我感覺自己瞬間昇華了,然後,忽然發現自己翻個跟頭就可以跑到108,000公里之外了。科學發展到今天,人們的思想的確已經“解放”了,什麼客觀現實,什麼客觀規律都成了糞土。更離譜的是,人們所有的胡思亂想竟然都可以找到“科學依據”,什麼事兒都可以拉相對論或量子力學來背書。真的是這樣嗎?



我們知道,科學是人們從客觀現象中總結規律,構建邏輯關聯,經過反覆驗證最後提練成科學理論(請注意理論和科學理論的區別)。也就是說,科學理論來自於客觀自然,用於解釋客觀自然。這就是我們的科學常識。

請看文中所配動圖,太陽圍繞著銀河系中心旋轉,地球圍繞著太陽旋轉,銀河系在宇宙中“漂移”,宇宙中根本沒有所謂的“靜止”參照系,所有的鐘都是“動鍾”。簡單的說,誰都在運動,所以,不存在誰會因為運動而時間變慢的問題。因此,認為運動會引起時間變快或變慢完全是智力欠費。

誰見過來自未來的人?誰見過來自過去的人,誰能穿越幾年去買房,去炒比特幣?沒有,都是凡夫俗子,在時間的因果律面前全部都是可憐蟲!!!沒有一個人能否例外!!!為什麼人們相信時間會因運動而變慢,甚至能倒流呢?可能是想當神奇的後悔藥吧(心理學上這是一種心理投射)。現在的某些理論,無法解釋地球上的客觀現象,其理論完全是奇異性的,完全與客觀事實相背離。但是,卻被人捧上神壇。結果很有意思,人們以為是根據科學得出的結論,事實上卻和《西遊記》一樣滿嘴跑火車。



放心吧青蛙們,一個水井的崩塌不會讓時間倒流!太陽的熄滅也不能讓時間靜止,太陽系的毀滅也不能使時間停止。我們身處的宇宙塌縮和一個水井的崩塌有什麼區別呢?你以為你是宇宙的主宰嗎?其實你什麼也不是,一顆恆星的外面有更多的恆星,一個星系的外面有更多的星系,一個宇宙的外面有更多的宇宙,時間只是一個旁觀者,看著一群人在那兒杞人憂天。

祝愉快,明天的太陽照常升起,你哪兒也穿越不了,好好工作,掙錢養家!多讀書,少冒傻氣兒🌻🌻🌻☀☀☀


一隻大象x西風歪馬


沒有讀過愛因斯坦理論的人,肯定認為是兩年,因為在我們傳統思想裡,無論你什麼速度離開地球,以什麼速度回來,時間總是兩年,時間與你去回的速度是無關的。但愛因斯坦的相對論則不那麼認為,飛船上的時間與地球上的時間是不同的,由於存在時間差,就有“孿生兄弟”一老一少的現象發生了,生活在飛船上的一個孿生人,坐飛船太空遊,由於飛行速度很快,對於他來說,時間逝去就沒感覺了,所以,當飛船重返地球時,還是年輕人的摸樣,而在地球上的那個人已經滿頭白髮,老態龍鍾了,甚至早己死亡。這就是愛因斯坦的時間虧損理論的一個結果。他推出這樣的理論,很少有人能理解,只有少數人看了他的論證過程,才會恍然大悟!之所以有這個違背常規的理論,是在假定光速在真空環境下,速度永恆不變,且光速在宇宙中速度為最快,沒有其他物質的運動能超過它,這樣的前提條件下才證明得出的。目前,光速不變,這點已經得到證明。有沒有比光速運動更快的物體呢?目前也未發現。所以愛因斯坦的相對論目前就是正確的。也就是說飛船出去兩年回來時,地球己經物是人非了,己不是兩年的事情了,而是己經過了幾千年的時間了。


平治河流


這個問題涉及到了愛因斯坦的相對論。

首先,相對論禁止人以光速運動,因為人是有靜止質量的,加速到光速需要無限能量。如果有人以足夠接近光速的速度離開地球,然後再以相同速度返回,那麼,地球上的時間會過去多久呢?

鐘慢和尺縮效應

在相對論的框架下,時間和空間不再是絕對的存在,它們會隨著觀測者所在的參照系不同而發生變化。根據狹義相對論的鐘慢和尺縮效應,參照系的速度越快,並且越接近光速,時間會變慢到趨於停止流逝,空間會被壓縮到趨於零,具體公式如下:

上式中,ΔT和ΔL分別為運動參照系的時間和距離,Δt和Δl分別為相對靜止參照系的時間和距離,v為相對速度,c為光速。

如果太空旅行者的運動速度能夠達到0.866c,當他在太空中飛行1年返回地球上之時,地球上的時間已經是兩年之後。地球人會認為太空旅行者是在前年離開地球,而不是去年。

如果速度更快,時間膨脹效應越顯著,例如,當速度為光速的99.9996252%時,經過1年太空飛行的人回到的將會是365年之後的地球,跟他同個時代的人早已不在人世。而如果太空旅行者以這樣的速度飛行1天,地球上的時間將會過去1年,這可謂是“天上一天,地上一年”。

究竟誰的時間變慢了?

不過,相對論表明沒有絕對時空,也就沒有哪個參照系更高級,所有參照系皆平權。既然如此,地球上的人會覺得太空旅行者因為運動而時間變慢,反過來,太空旅行者也會覺得自己是靜止的,地球在遠離他,所以地球上的時間會變慢。那麼,究竟是誰的時間變慢了呢?

事實上,上述問題討論的時候已經忽略了一個非常關鍵的東西,那就是加速和減速的過程。太空旅行者乘坐飛船從地球上出發,需要不斷加速才能達到亞光速,回到地球上又要進行減速。也就是說,整個過程都是變速運動,而上述的公式只適合慣性參照系,也就是勻速直線運動或者相對靜止的情況。經過加速和減速之後,飛船成了非慣性參照系。

由於太空旅行者需要力進行加速和減速,所以太空旅行者會真切地感受到慣性力,真正在加速或者減速運動的是太空旅行者。加速運動不是相對的,地球並沒有加速。因此,時間變慢的是太空旅行者,而不是地球。

1g加速運動

如果要在很短時間內加速到亞光速,所需的加速度非常高,人體根本無法承受。對於長期的太空飛行,加速度為恆定1g是最好的選擇,因為這樣可以模擬在地球上感受到重力的情況。

在進行太空飛行時,前半程可以用1g加速度不斷加速,後半程再用1g減速度不斷減速。通過這樣的方式,其實也能實現遠距離的星際之旅,因為鐘慢效應也會變得非常明顯。

通過計算可知,如果以這種方式飛到1400光年外的開普勒-452b(有著“地球2.0”之稱的系外行星),太空旅行者只要經歷大約14年的時間。不過,對於地球上的人來說,太空旅行者飛到開普勒-452b需要1402年的時間。


火星一號


人以光速離開地球一年,再以光速返回,那麼地球上過去了多長時間?

曾經這是一個很容易回答的問題,拿出光速的鐘慢效應公式簡單一算就知道了,但這樣並不能說明問題,因為這個公式是狹義相對論中延伸出來的,屬於暴力解決型,要讓大家透徹理解這個問題,還真有點不容易,也許廣義相對論可以。

牛頓的絕對時空觀到底說了什麼?

大神牛頓發現了三大運動定律和萬有引力定律之後,一直試圖解釋引力是靠什麼傳遞的,他借用了亞里士多德的以太的概念,來解釋天體之間萬有引力的傳遞。牛頓認為時間和空間是兩個獨立的概念,彼此之間沒有聯繫,兩者具有絕對性,儘管科學界對此也將信將疑,但苦於實在找不到引力傳遞已經反駁牛頓驗證的方式,另外也看在三大運動定律和萬有引力定律在天體觀測中都解決了大量實際問題份上,大家就先信了牛頓的鞋,因此牛頓的以太說支持下的絕對時空觀。

但好景不長,科學界的發現總是不斷的挑戰絕對時空觀, 1859年法國天文學家勒威耶發現的水星進動問題首先就觸碰到了牛頓的絕對時空觀,因為怎麼計算都發現水星應該和觀測到的軌跡不一致,它肯定在太陽周圍繞彎路了,但也缺少證據。

1887年的邁克爾遜莫雷實驗則推翻了以太假說,當然科學界不會如此武斷,這個實驗斷斷續續到二十世紀初仍然在激烈討論中。

如何通俗的來理解愛因斯坦的廣義相對論

簡單的說,廣義相對論認為是質量改變了空間的結構,使得水星在太陽周圍的彎曲空間中“迷路”了,這就是以絕對時空為依據計算和實際觀測之間差異的根源,表面似乎只解決了水星進動問題,但事實上卻是將牛頓的絕對時空觀直接拉下了神壇。

廣義相對論認為,時空是一個不可分割的整體,質量在改變空間的同時也改變了時間,這個結論是震撼的,比如說我們兩個帶著校準好的原子鐘,旅行去了一個地方,回來卻發現兩個鐘不一致了,這不是挑戰認知麼?事實上就是這樣,能改變時間的不止是質量,還有速度。

廣義相對論的時空觀認為,時間和空間不是獨立的概念,它們之間的紐帶是速度,速度越快在單位時間內跨越的距離就越遠,但就時空結構而言,這個速度有一個上限,那就是光速!光速就是時空的結構特性,也許我們可以簡單的理解為,空間的距離就代表著時間,而這個衡量尺度就是光速!

因此當我們話題中的速度達到光速時,衡量空間的尺度就依然有效,但時間卻處在了比較尷尬的地位,因為你會發現似乎不需要時間光速就能跨過這個尺度,當然這是針對光速旅行者而言,因為根據相對論時空觀,觀測者所處的位置時間仍然正常流逝,而對於觀測者而言,光速旅行者已經永生,但這個理論卻並不適用光速旅行者,因為光速旅行者的計時工具中時間依然在流逝,但這個時間與外界時間已經不再同步。

我們無法將一個停滯時間中的過去的一段時間換算成觀測者所處的時空中的時間,因為這將出現一個除數為0的算式,所以對於這個問題:"光速離開地球一年,再以光速返回,那麼地球上過去了多長時間?"需要尋求答案時,將會非常困難,因為這不可換算!

科幻小說和電影中如何描述?

對於時間的描述,科幻小說《三體》中星環號載著死神程心以極度接近光的速度到達目的地,只用了52小時就跨過了在地球人看來需要287年才能到達距離,而事實上地球真正經過的時間就是287年,這就是速度的魅力!

關於質量影響時間,《星際穿越》中的形容是很透徹的,卡岡圖雅黑洞附近的米勒行星受到引力影響,時間變慢,而軌道上的老黑卻是普通時間,如果不是以廣義相對論理解,那麼這劇情就是BUG,但各位肯定不會這樣認為。而最終庫伯被關閉的五維空間丟到了土星附近,很多朋友問,庫伯的宇航服內氧氣有限,為什麼被巡邏飛船發現是還沒死?當然這是劇情需要,但從另一個角度來解釋,黑洞內受到巨大引力影響,這是一個只能用理論物理來討論的世界,時間?也許不需要的,外界多久都可以,對於庫伯就像剛剛發生。


星辰大海路上的種花家


假設題主說的光速可以達到,結果是地球過去兩年,人也是兩年,有個很基礎的問題,愛因斯坦描述相對論的公式中,使用的是速度。物理中所謂速度和我們生活中所說的速度不是一個概念。我們生活中的速度,物理上叫做速率,路程/時間。而真正的速度是個矢量,真正定義是位移量/時間。題主所述的狀況,人和地球最後沒有產生位移,其速度為0!當速度為0時時空還是原來的時空,沒有發生變化。 不過在運行過程中會有個很好玩的現象,人在離開地球時可以觀察到地球上一切都停止了,持續一年(如果觀察條件足夠)。而回來時,人會看到地球上的事情以兩倍速發展,直到回到地球。


FatyTian


這是有悖常識的問題。因為根據時間膨脹效應,在物體運行速度達到光速時,距離變為零,時間停止,所以所謂以光速離開地球一年,再以光速返回,這個一年的時間定義標的不明。

就是這個時間一年又一年是說地球上觀測者的感覺時間,還是光速飛船裡乘員的感覺時間呢?

如果是以光速飛船中的時間來計算,永遠也無法計量到1年,甚至1秒都不會發生,因為在一旦達到了光速,距離為零,時間為零;如果以地球觀察系的時間來計算,1年就是1年,這個飛船飛來飛去就是兩年,地球過了兩年就是兩年。

當然這是一直在光速中飛行的假設,排除了光速飛船加速和減速的時間過程。在飛船啟動尚沒有達到光速的時段,時間是會流逝的,返回的減速階段時間也會流逝,流逝的快與慢就要看速度有多大了。

根據現有理論,任何具有靜質量的物體要達到光速是不可能的,所以光速來去也就是扯蛋。既然是扯淡就可以忽略掉加速和減速這個過程,只談光速。

時間的膨脹效應表現形式就是尺縮鐘慢,速度越快距離就會變短,時間就會變慢,表達時間膨脹的相對論公式為:

其中△t是根據某個觀測者的時鐘,又稱固有時;△t‘是根據另一個觀測者的時鐘,同兩個事件之間的時間間隔;v是第二個時鐘相對第一個時鐘移動的速度;c是光速;

是洛倫茲因子。

根據這個公式計算,如果v達到了光速c,整個測算公式都會歸零。所以,如果只談光速離開地球1年,再以光速返回,這個是沒有辦法衡量的。

相對論認為,時間膨脹的方式有兩種,一種速度膨脹,一種是重力膨脹。

我們在平時的生活中,都是在很低速度或者在相差不大的重力系統中比較,這種時間膨脹效應很微小,微小到可以忽略不計。

但科學家們通過接近光速的粒子衰變和相對靜止的粒子相比較,就能夠得到這種膨脹的精確值。

GPS定位衛星在數萬公里高空高速運行,重力和速度與地表都不一樣,就會導致一定的時間膨脹效應,科學家們必須通過調整,才能夠精準的進行導航定位。

時間膨脹尺縮鐘慢效應已經得到觀測和實驗的精準驗證,而且已經廣泛用於航天和我們的生活,這個已經沒有什麼可以懷疑的。

具有靜質量的物體是無法達到光速的,一個質子也不行,這也經過了無數次的實驗和觀測驗證。

所以我們不要做在光速中星際探險之夢了。

而且假設真的在光速中運行了,時間也是無法計算的。並不是飛船裡的人時間就停止,他們的感覺還是一樣的,只是他們沒有感覺到時間過去,1秒也沒有過去,世上就已經過去千年萬年乃至億年。

這種奇妙的感受只有光子能夠體驗,你我他今生今世是沒有這個福分了。

就是這樣,歡迎討論。

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時空通訊


你就是用超光速來回飛,也還是用兩年。時間是時間,速度是速度,兩碼事


涼心1573


如果用光飛出地球,又以光速返回地球,這個人等於沒有時間損失,按愛因斯坦說的,超光速的物質,等於時間停止。那麼飛出地鐵又返回地球的人,他原來Ⅰ8歲,還是l8歲,但地球所有萬物也是過了2年。


紹明6481


兩年,只能是兩年!

只不過,兩年後地球人看到回來人還是兩年前的他,因為他的時間根本沒有流逝啊。

下面我從相對論和維度理論出發,提出我自己的想法,供大家參考。

首先,我們來輕微解讀愛因斯坦的相對論:相對論中光速不變,即宇宙最快速度為光速,沒有任何宇宙內的速度能超越光速,愛因斯坦得出,當速度越快,時間流逝就會變得越慢。那麼已有最大速度為光速,最小速度為0,那麼我們不妨可以說:如果時間越接近光速,時間流逝速度越趨近於0。

從維度理論來理解上述結論,我們都是三維生物,而我們為何感受不到四維空間,在我們三維體系中,再加一個維度理論來說就是四維空間。這個維度既有可能是空間維度,也有可能是時間維度,而我們現在感覺不到其他空間,但能感受到時間,不妨假設四維就是三維空間體系加時間體系。

上面我們得到了,在空間維度中速度越快時間維度中流逝就會越慢。在維度理論來說這個也很好理解:物質蘊含的能能量是一定的,在空間中跑得快,在時間中就跑得慢。

在舉個例子或許能幫助大家理解:假如我們把時間看成是X軸,把三維空間看成Y軸,運動員小明的奔跑速度是8m/s,那麼小明沿著X軸跑的時候,他在X軸方向上的速度就為8m/s,Y軸就為0;如果他沿著Y軸跑,他在Y軸方向上的速度就為8m/s,X軸就為0;如果他沿著XY軸夾角跑,那麼他在兩個方向的速度就分別是其分速度了。

總結:

時間和空間亦是如此,雖然時空轉化不可能這麼簡單。回到題目上來答案就是:人以光速離開地球一年,這個一年是指離開人的一年還是地球上那個人的一年?如果以離開的人的時間作為計算,他在空間速度達到光速,那麼時間速度將會為0,那麼時間不再流逝,還如何計算出一來一回兩年呢?所以這是一個偽命題。

那麼就只能以地球人的時間為參考計算,那麼結論就是,過去了兩年那麼就是兩年,只不過,兩年過後地球人看到回來的人還是兩年前的他,因為他的速度根本沒有流逝啊。


天才小老弟


懵人呢。不管你用什麼速度,總之你去一年,回來一年,還是兩年。但你的生命可以延長兩年,在光速運行下,時間是靜止的。


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