如果一艘飞船相对地球以无限接近光速行驶100光年,那么飞船上的人实际上过了多长时间?有何科学依据?

暮断天


之前回答过一些“光速或者超光速飞行飞船”相关的问题,今天终于碰到了靠谱一些的提问了,飞船无限接近于光速飞行虽然现在或者很久以后的人类都不能实现但是至少在理论上是可行的。

回答本题主要用的就是爱因斯坦狭义相对论的钟慢效应,简单的解释就是物体的运动速度会影响自身的时间流逝速度,速度越快时间流逝速度越慢。当速度无限接近于光速,时间无限趋近于静止。以下是时间膨胀的计算公式:

如果这艘飞船相对地球以无限接近光速行驶100光年,那么地球上过了无限接近100年但大于100年的时间,但是飞船上的人实际经过的时间是无限接近于零的,也就是说飞船上的人感觉一瞬间就到了100光年外,再从100光年外一瞬间回到地球上。地球上已经过去了无限接近200年的时间,这就是一眼万年啊。也是相对论比较奇妙的地方。


科学黑洞


根据狭义相对论,飞船只能以低于光速的速度运动。运动的飞船与相对静止的地球相比,时间流逝速率并不同步,飞船的时间会过得较慢,这就是动钟变慢效应。并且飞船的速度越趋于光速,飞船相对于地球的时间流逝越趋于静止。相关计算公式如下:

在上式中,ΔT为飞船时间,Δt为地球时间,v为飞船速度,c为光速。

可见,当飞船以无限接近光速的速度相对于地球飞行时,在地球上的观察者看来,飞船上的时间几乎静止。但在飞船上的观察者看来,时间仍然是正常流逝的,相对论所说的相对不是相对于自己,而是别人。

与此同时,还会出现动尺收缩效应。同样地,这种效应也是相对于其他参照系而言。

如果是在飞船上的观察者看来,无限趋近光速的飞船飞行了100光年,那么,飞船上的人所经历的时间差不多就是100年,距离除以速度就是了。但在地球上的观察者看来,飞船上过100年几乎就是地球上的无限久时间。

如果是在地球上的观察者看来,无限趋近光速光速的飞船飞行了100光年,那么,地球上的人所经历的时间差不多就是100年。但在飞船上的观察者看来,飞船上所经历的时间几乎就是一瞬间。

最后再强调一下,当谈论相对论问题时,一定要把同一个参照系的时间和距离对应上,不能弄混掉。还有,相对论效应已经被实验所证实,定位卫星的时钟同步需要用到。


火星一号


首先,这艘飞船上的人已经死了,所以,时间根本不存在。


只有当人活着,意识才存在,意识感知时间。


假设一个人20岁被幸运选拔成为宇航员,40岁成功进入太空(参照杨利伟),那么,他在太空中最多生存10年,也就是50岁的时候就开不动飞船了。


再加上飞船上没有重力,你很难想象一个50岁的老人,在零重力的飞船上,待上10年。


根据美国宇航局资料记载,能在太空中坚持最久的也才6年,而且,还是年轻宇航员。


所以,光速飞行了100年,这艘飞船已经没有了时间,因为飞船内部的人已经死了,意识消失,时间停止。


真好解说


首先,光速飞船在目前的物理学体系中是不可行的,所有有质量的物体只能无限接近光速,而达不到光速,行驶100光年的距离,那么对于地球上的观测系来说,就是行驶了100年,(当然,飞船抵达终点后,地球上的观测者还需要100年才能观察到)这个另说。但是根据狭义相对论,速度越快,相对时间就越慢,也就是飞船上的人体验到的时间相对于外界时间出现了一个速度差,无限接近光速,那么这个时间差就无限大。

换而言之,外界过了100年,但飞船上体验的时间是无限短,飞船上人的体验大概就是无限短的一瞬间后,飞船抵达100光年外的终点,而外界已经过去了100年,如果这个距离再延长,飞船上的人可能体验只过去了一秒钟,宇宙已经过去了万亿年,直到宇宙生命的终点。


暮断天


如果一艘飞船相对地球以无限接近光速行驶100光年,那么飞船上的人实际上过了多长时间?有何科学依据?

这个问题还是很严谨的,因为无限接近光速的飞船理论上是可以的,只不过能不能达到就是另一回事情了!不过这个无限接近光速实在有点不太好计算这个时间比例,我们不妨把这个速度设置为光速的99.999999%,也算是无限接近光速了吧,看看这个时间交换比是多少哈.....

其实欧洲强子对撞机对质子的加速极限就是99.999999%,所以这个速度是人类达到过的哦,咱可没有胡言乱语哦,只不过是质量只有1.6726231 × 10^-27 千克,一艘飞船怎么也得10^3千克吧,所以这个差距实在有点大,不过这并不影响我们计算时间交换比!

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

时间交换比约为:7071.067829543144839963392743522倍

简单的理解就是在这个速度下,地球上过去了7071天,飞船中才会觉得过去了1天,因此我们就可以计算下飞船上过去了多久了!(无限接近光速行驶100光年,那么在地球上看来就是过了100光年/0.99999999≈100年)那么计算下:

T=100*365/7071.6763=5.16天

在速度为99.999999%的几近无限接近光速的飞船中,当地球上过去了100天的时候,飞船中大约才经过了5.16天而已!

我们还可以这样来理解这个交换比,假如我们能制造出这样的飞船,那么只需5.16天就可以穿越到100年后的未来,是不是非常有诱惑力?

似乎我们确实能制造出穿越时间的机器,不过可惜的是只能穿越到未来而无法穿越到过去,也许这从单向的时间体系来理解比较容易一些!


星辰大海路上的种花家


首先,看到这个问题先叹一口气:终于不用回答光速飞行或者超光速飞行的问题了,因为之前的很多问题基本都是要光速或者超光速飞行会是什么样的状态!

理论上只有不达到光速,无限接近光速是可以实现的,即便难度非常非常大!不过很多时候我们在考虑亚光速飞行的时间时,常常会忽略一个重要的前提,那就是必须是在一个参照系下的时间和距离才有意义,不同的参照系下的时间对比没有任何意义!

什么意思?

很简单,举个比较直白的例子,我在地球上行走,严格意义上将我自己感觉的时间流逝速度与你看我的时间流逝速度就不一样,如果你仅仅问:“我走100米用了多长时间”,这种问题就不严谨,因为你没有说明“从谁的角度看用了多长时间”!

只不过在地球上我们的速度相对光速都太慢了,以至于你我感觉的时间流逝差别可以忽略不计,所以我们经常会不提参照系,直接问用了多长时间!

但是如果对于一艘以无限接近光速的飞船来说,必须考虑不同的参照系下时间流逝速度的不同(相对的不同)。

明白这点,再来回答问题,飞船无限接近光速飞行100光年,飞船上的人实际用了多长时间?

还是要提到参照系。如果参照系是地球上你,也就是:你感觉飞船上的人用了多长时间?答案是无限长时间,因为根据狭义相对论的时间膨胀原理,速度越快时间就越慢(相对越慢),当无限接近光速时,时间几乎停止!具体过了多长时间,可以参照下面公式:

而如果参照系是飞船的人,也就是说:飞船上的人感觉用了多长时间?答案就是接近100年,很简单,距离除以速度就可以了!

所以,参照系很重要,在没有指定参照系的情况下就去讨论时间没有意义!


宇宙探索


我认为没有科学依据,这个问题应该是哲学原理,比如一辆汽车以100公里每小时的速度在地球表面行驶,行驶500公里用时多少?同样的速度在水星表面行驶用时多少?

这里面就存在几个问题:水星上的500公里与地球上的500公里一样吗?水星上一小时与地球一小时一样吗?

另外,无限接近光速可以认为就是光速,光速飞船目前是不可能实现的,没有科学依据。

题主的问题中就存在上面的歧义,所以没有任何科学依据。而只是哲学原理问题,我们应该用统一的标准去解释问题。

现在回答第一个问题,飞船以无限接近光速原离地球,以这样的速度飞行100光年的距离,时间是多少?

前面说了,要用统一的标准回答问题,也就是说问题中说的速度是地球人测量的光的速度,距离单位是地球上的距离,时间也是地球上的时间,那就不要说什么飞船时间了,这样就简单了:

答案当然是100年,而不是一瞬间。

也许有人会说:相对论了解一下。

呵呵,你如何证实?想要证实,先造出光速飞船吧!

个人愚见,谢谢阅读。


九心逍遥


不考虑飞船如何实现如果高速的情况下,飞船上的人度过的时间可能连一秒都不到。“无限接近光速”,那么飞船整体上就是超越现在理论的特殊存在了,能不能存在于这个宇宙都是个问题。这种状态,侣意认为需要摆脱宇宙的束缚,到达一种无视宇宙时间的状态。需要说明的是,离开现有宇宙的规则,人应该会瞬间变成一堆基础粒子或其它奇怪的东西而不复存在。

哪怕飞船超级厉害,可以制造类似平行宇宙的能力,强行飞过了100光年的现有宇宙距离,那么这个问题也是矛盾的。飞船的速度完全可以不受现有宇宙的束缚,根本就没有无限接近光速一说。需要提醒的是,因为现有理论下难以实现这种“无限接近光速”
的飞船,很多讨论都是没意义的。就像天黑之后去太阳会凉快一些一样,有这个时间思考这个,还不如睡觉。


侣意


飞船在宇宙中航行,需要的是星空座标。和所在星域的磁场链接,才能够完成飞行。到达指定的星球,就是说飞船能够在。宇宙中自由航行,所需要的动力就是。星域磁场或星球磁场,如果你掌握的科技。不能链接星球的磁场,那你制造出来的。飞船就不能在宇宙中航行,只有掌握了飞船链接。星球磁场的动力,这种科技的飞船。才能够在宇宙中航行,在飞船离开地球后。脱离了地球磁场引力,也就是摆脱了地球保护和时间控制。飞船走进另一个星域,接受的是那个星域磁场的控制和保护。时间观念也得到了改变,就是说不同的星球有不同的磁场。来决定时间观念。古人有句话,洞中方一日。世间以千年,这句话就是说星球之间。都有不同的空间时间观念,探索宇宙。了解未来,我们要畅开思路。不能在前人的脚步上徘徊,往前走。为我们人类找到新的希望。


北京故宫i火锅