韩圣剑
如果仅仅考虑到数学上的可能性,问题并不难,上过小学就可以算出来,路程除以速度就可以了!
速度是光速,那么路程呢?
地球与火星的距离并不是固定的,因为两者都围绕着太阳公转,但是公转的速度并不一致,这就造成了地球火星有时候位于太阳的同侧,有时候位于太阳两侧,两者距离会相差很大!
最短距离大约5500万公里,而最远时可以达到4亿公里,用这个距离除以光速可以得出,地球到达火星最短需要183秒,最长需要1333秒!
不过这个时间只是理论上的数学分析,实际上不可能实现,因为没有任何物体的速度能到达到光速。而且当速度达到亚光速时,时间膨胀效应和尺缩效应就会非常明显!
假设可以达到光速,上面的183秒和1333秒也只是地球上的人看到的飞行时间。而对于以光速飞行的人来说,根本不需要任何时间就能到达火星,因为光速飞行意味着时间膨胀达到了无穷大,尺缩效应也无穷大,在光速飞行的瞬间,地球与火星的距离变为零!(当然这是对于光速飞行的飞船里的人来说)
说白了,光速飞行是所处的时空已经与地球上完全不同,当然不能用我们地球上的时空概念区衡量飞船上的时空!
宇宙探索
火星是太阳系内由内而外排列的第四颗行星,在夜晚的天空可以看到如图所示的火星发出的光,质量约为地球的11%,而直径则为地球的53%,但是其自转周期却和地球极为相似,由于火星基本上是沙漠行星,地表沙丘遍布,当然也没有液态水,在赤铁矿的作用下,地表呈现橘红色,因此在古代就把火星称作“荧惑星”;
即使是这样,火星还是被称作地球的兄弟行星,但是火星与地球的距离还是太过遥远,2003年6月11日,美国发射勇气号火星探测器,直道2004年2月4日,该探测器才成功地在火星表面着陆,差不多在地球与火星之间飞了8个月,而火星与地球之间最近的距离是55000000千米,由于在太空中没有阻力,以飞行器的速度来飞行都要飞8个月,可见距离之远。
但是如果让光来飞行的话,情况可能有所改善,光在真空中的速度是300000000米每秒,用千米每小时表示就是1079252848千米每小时,经过计算可以知道光到达火星的时间约是0.05小时,也就是需要花约三分钟的时间才能到达火星。
这个数据就说明,如果宇航员到达火星的话,地球上发送给宇航员的指令需要三分钟后才能进入宇航员的通讯设备,还有一个有趣的现象就是,如果人类能够移民火星,且地球在外来的攻击下突然爆炸,那么我们在火星上要经过三分钟后才能看见地球毁灭时的样子。
恒星之力
因为地球、火星都是时时刻刻绕着太阳转的,所以两者的位置距离是动态的,因此下面罗列了一些轨道数据
地球:
近日点147,098,074 km(0.983 289 891 2 AU)约为1.471亿公里
远日点152,097,701 km(1.016 710 333 5 AU)约为1.521亿公里
半长轴149,597,887.5 km(1.000 000 112 4 AU)约为1.5亿公里
火星:
近日点2.066 2×10^8 km(1.381 AU)约为2.07亿公里
远日点2.492 3×10^8 km(1.666 AU)约为2.49亿公里
半长轴2.279 366 4×10^8 km(1.523 662 31 AU)约为2.28亿公里
从上面数据来看:
地球和火星最近的距离可以达到5500万公里
最远距离可以达到4亿公里
以光速每秒30万公里计算,从地球到火星的时间范围是3分钟到22分钟之间
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赛先生科普
这不是太简单了吗?
要算出地球以光速到达火星要多久,只要先算出地球跟火星之间的距离,再用速度公式就能求得。
火星与地球的距离天文学家已经测出最近是5500万千米,最远的距离超4亿千米,光速是3×10⁸km/s。
现在不是小学生都能算得出来。由公式t=S/V,可求出地球到火星最近距离的5500万千米只需约1.83秒;最远距离4亿千米约13.33秒。
火星与地球的距离每年都在发生变化,近地距离约15年出现一次。1988年火星的近地距离只有5880万千米,2018年美国近地距离只有5760万千米。
但问题来了火星的距离上怎么测算出来的呢?
弄潮科学
在宇宙中恒星和恒星之间的距离都以光年计,这是因为它们之间距离遥远。而在太阳系以内,距离是以天文单位来计算。
一个天文单位为太阳到地球的平均距离,约1.5亿公里,因此地球到太阳的平均距离就是一个天文单位。
火星到太阳的平均距离是1.52个天文单位,也就是2.28亿公里,减去地球1.5亿公里,火星与地球平均距离0.78亿公里。
光速每秒为约30万公里,一定要以光速来算,太阳到地球的光要走约500秒,所以距离就为8.33光分,一般称为日地距离8光分;地球到火星的距离呢,光速只要260秒,所以就是4.33光分。
因火星轨道与地球轨道相互运行产生的差距,火星距离地球最近时5500万公里,最远时4亿公里,这样就能得出最近时地球到达火星需要183.3秒钟,最远时1333.3秒钟。
在这个宇宙中,不可能有达到光速的宇宙飞船,所有所谓光速到达这里到达那里都是一种假设。
而这种假设并没有考虑开始加速和到达前减速的时间,距离火星这么近还没来得及加速到光速就到了,甚至连减速的时间也没有,所以完全就是个无稽之谈。
这就是时空通讯的回答,欢迎点评讨论。
时空通讯
以光速前进,多久可以到火星?有哪些相关的科学依据?
这个计算很简单,首先要确定地火之间的距离,因为地球与火星之间的距离会随着公转不同位置而变化,请看下图
我们就按今年大冲时5759万千米计算吧......
光速取值:299792458米/秒
T=5759万千米/299792458米/秒(m/s)=192.1S
以光的速度只要192.1S即可到达,但这是我们地球上或者火星上观测者的时间,而对于飞船乘客看来他们无需时间,因为他们的时间处于停滞状态,无论走多远都一样!
但光速是不可能到达的,质增要效应下的飞船质量会趋向于无穷大,而没有什么发动机可以将无穷大质量的飞船再加速1M!那么我们来算算如果达到光速的99%,那么去火星要多少时间呢?
钟慢效应公式,接近光速的时间计算方式
T=192.1*0.99*√1-0.99^2=27.4S
99%的光速下,飞船乘员约需要27.4S时间才能到达火星,那么我们在地球上看起来要多久呢?
T=192.1/0.99=194S
在我们地球或者火星的观测看来,他们约需要194S才能到达火星!
即使这样我们也无法达到,我们现在的极速努力一下大概可以到达30KM每秒,那么需要多久呢?
T=5759万千米/30千米/秒=22.22天左右,前提是火星在那里不动,要不然可能需要30天或者更久......
一个顶点为火星轨道的大椭圆轨道,如果错过,那么需要再环绕一圈后重新回合......所以火星入轨时操作必须精确,否则就完蛋了!
星辰大海路上的种花家
火星距离地球最近时只有5500万公里,所以就按照最近时的距离来算。
光速=300000km/s,路程除以速度得到时间,时间t≈183.3秒。
这里计算的是,光线从地球这里到达火星,地球所经历的时间,但是总不可能骑着光线去火星吧。
光速飞行器?
NO,不存在的。
一切有静质量的物体不能达到光速,静质量就是指,物体在相对你静止时,你测定它的质量即为静止质量。显然,飞船具有静质量,而且很庞大,所以,按照相关的科学依据来看的话,这道题就变得无法回答了。
但是,聪明如我,我一下子就猜中了问题的本意,题主可能是想问时间膨胀效应吧,也就是时间与运动速度的关系。
设飞船的速度为0.999c(c为光速),5500万公里约等于3光分。
所以,依据时间膨胀效应,运动中的参考系时间流速变慢,所以,这个开飞船的驾驶者,只在飞船内部经历了大约8秒钟的时间,就到了火星了。
那有的人会问了,光速跑过去都得需要183秒,你这飞船比光速还慢呢?怎么就8秒了。
这就是参考系不同的事情了,刚才的183秒是相对于地球,地球上过去的时间,而飞船的8秒是相对于他自身,驾驶者所经历的时间。
科学船坞
首先,火星与地球均各自以特定的速度围绕太阳公转,因两者绕太阳公转的周期不同,因此,两者不同时期的真实距离也是不同的。当两者均在太阳同一侧并与太阳成一条直线时的距离最近,相反地,当两者分别位于太阳不同侧且与太阳成一条直线时的距离最远!
其次,光速在太空中的速度若为恒定值时,则可以很容易计算出不同时期地球到火星所需要的时间。
再者,目前对火星的运动规律天文学家们已经掌握得相当准确了,光的速度也清楚了。因此,要计算出从地球到火星的所需时间也是易如反掌的!
彭晓韬
光速,谁知道要多久呢?也许去不到。如果能够可控的情况下,也许会产生虫洞啥的,一瞬间就到了呢。目前也没有任何科学家或者国家实验实践过,都是停留在理论阶段。反正多久我不知道,以光速走,能不能到也是个问题。另外,即使不是按照光速前进,我们算时间,我觉得应该以我们在飞船上的时间计算吧,速度变快,时间会变慢的呢。
o致橡树o
相对论表明,如果能达到光速,光速旅行到宇宙中到任何地方都是一瞬间,也就是对于说光子来说,去哪都是一瞬间,没有过去未来。对于观察者来说是30万千米每秒