太空人以光速離開地球100地球年,走時30歲,回到地球他還是30歲嗎?

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謝邀!我很不懂題主的光速理論,只是感覺題目十分有趣,可以參加討論。😄😄光速是光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前自然界物體運動最快的速度:299792458米/S,每秒鐘運動299792千米零458米。是任何帶有質量的物質所不能達到的速度,只有靜止質量為零的光子,才可以以光速運動。所以這速度的合成是不以傳統的“經典力學”的法則來進行的,卻是遵守著愛因斯坦創立的“相對論”的速度合成法則。還沒說完一不小心發了出去。😄😄大概不讓我說了吧!

如果用狹義相對論來評說,那麼採用時間膨脹效應,光速正好可以將時間靜止,這飛航以光速前進,回到地球來時,宇航員還是30歲!沒有改變。

如果用愛因斯坦的廣義相對論來看問題,光速是可變的,也就是說還可以加速!那麼問題來了,這飛船以1.01的光速度運行,時間就應該倒退,宇航員會越來越年輕,100個地球年後,30歲的宇航員會變成小孩嗎?或變成嬰兒?😄😄😄這飛船叫誰駕駛回地球基站呀!擔心死了!


老蛇正宗


首先,任何有質量的物質都不可能以光速運動,我們就假定題目是“非常非常非常接近光速”。

其次,題目沒有說清“100地球年”是飛船上的時鐘還是地球上的時鐘。這兩者是完全不同的。可能的誤區是“地球年”不是指“在地球上過一年”,而是一個時間單位。物理學上時間是指一個週期性事件的發生次數的計數,比如現在標準使用的是銫原子的振動次數(嚴格一點說是其原子基態能級越階的輻射週期)。地球年對應的就是一年裡銫原子的振動次數。

如果是地球時鐘上100年,假定飛船為光速的0.99倍,那麼返回時飛船上的一切物質,包括銫原子都只經過了大約1/7的週期次數,也就是說大概過了14年(宇航員的自我感知也只有14年,也就是44歲),如果飛船是0.9999倍光速,那宇航員只經歷了1.4年,也就是不到31歲半,如果飛船是0.999999倍光速,那宇航員和飛船時鐘都只感知了52天的時間,如果飛船速度進一步接近光速,宇航員的時間會一直減少,彷彿一出門就回家了,儘管家裡已經過去100年。

如果是飛船上時鐘經過100年,那宇航員當然就過了100歲,就是130歲呀(算你長壽)。不過回到地球時可就滄海桑田了,飛船0.99倍光速還好,地球過了七百年,0.999999光速地球就是七萬年了,速度再一直高上去,回來時地球甚至太陽系可能已經不存在了。

這些道理和計算用狹義相對論很好解釋,當然前提是看得懂,當然狹義相對論還是比較好懂的。

對相對論大放厥詞的人,通常都是民科,或者少數文科生,大部分文科生還是謹慎的,不懂也不會亂說。

其實相對論所闡述的時鐘變化效應,就隨時隨地發生在我們日常生活中。我們每天無數次使用的GPS定位就高度依賴相對論:同步衛星由於自轉半徑顯著>地面,其空間速度極大,會造成狹義相對論的時間膨脹,同時,由於其收到的引力減小,時空曲率下降,又會收到廣義相對論的效應。所以衛星上的時鐘和地表上是不同的,每天會差出大概幾十微秒,只有準確計算這兩種相對論效應,才能矯正時間差,否則我們的定位系統都無法工作。

所以說,我們所有人,不管你是否理解相對論,是否是民科,是否反對相對論,只要你每次打開高德地圖或百度地圖或google map,你就再一次的用實驗去證實相對論的正確性,和愛因斯坦的非凡大腦。


帖木兒


答:本題中涉及的主要理論是愛因斯坦的狹義相對論,簡單說就是時間膨脹效應


以下要基於狹義相對論進行解釋,所以首先要說宇航員達不到光速。宇航員以無限接近光速離開地球過了100年,如果這個時間算作宇航員的100年時間,同時這個宇航員可以活到那麼大歲數,那麼他返回地球的時候就是130歲,沒有具體算過,地球一定已經是滄海桑田。
第二種情況是地球的100年時間,根據愛因斯坦的狹義相對論的時間膨脹效應,這個宇航員的時間是膨脹的,也就是說他的時間流逝速度很慢,可能僅僅過去了1年或者一個月(沒有計算過),也就是說他返回地球的時候依舊那麼年輕,幾乎歲數沒變,但是地球上已經經過了100年。以下是時間膨脹效應公式:



簡單理解就是運動速度影響了時間流逝速度,對於光子來說時間就是靜止的可以說是沒有時間概念。



科學黑洞


對於這個問題,就要考慮到相對論效應。首先一點,宇航員的速度只可能低於光速c。另外一點,如果宇航員以恆定速度v相對於地球運動,由於參照系發生了變化,宇航員所經歷的時間不再與地球人同步,前者的時間ΔT過得比後者Δt更慢,其關係如下:

根據上式,假設宇航員以光速86.6%的速度離開地球,在太空中飛行100年後返回地球。

如果這100年是宇航員所經歷的時間,那麼,當他回到地球時,他的年齡當然就是130歲(如果還活著的話),而地球上已經過去了200年。如果這100年是地球人所經歷的時間,那麼,當宇航員回到地球時,由於他的飛行時間是50年,所以他的實際年齡只有80歲。如果越接近光速,宇航員和地球人所經歷的時間長短差異就越大,計算方法是一樣的。

但如果我們考慮更加實際的情況,為了使宇航員活著,他的速度不可能從零瞬間加速到接近光速,也不可能從亞光速瞬間減速為零,這麼大的過載人體是無法承受的。這裡我們可以考慮宇航員以1g的加速度加速前半程,然後調頭以1g的減速度回到地球上。那麼,在飛行半程時,宇航員和地球人所經歷的時間ΔT和Δt的關係如下:

其中a表示加速度。

如果宇航員認為自己飛行了100年,那麼他回到地球后年齡顯然為130歲(如果還活著的話)。這樣宇航員認為前後半程的飛行時間都是50年,而通過上式計算可知地球人認為前後半程的飛行時間都是1.3×10^22年。所以宇航員返回地球后,地球上已經過去2.6×10^22年。可見,以恆定的加速度飛行足夠長的時間會造成極為顯著的時間膨脹效應。

如果地球人認為宇航員飛行了100年,那麼,宇航員自身所經歷的時間只有9年。所以當宇航員回到地球上時,他的實際年齡只有39歲,儘管地球上已經過去了100年。


火星一號


這樣回答你的問題吧,比如他從1900年離開地球,2000年回到地球,那麼對於他而言,時間可能只過去了幾分鐘;換言之,如果他從1900年離開地球,他駕駛著無限接近光速的飛船,他在飛船內很堅挺的活到了他的130歲,那麼回來地球時,地球可能已經公元190000年了(假設那時候人類還存在)

但我的理解是這樣:1,我們活在地球上,地球的自轉公轉是固定的,太陽每天東昇西落,一年四季春夏秋冬。2,構成我們人類的是分子原子電子,它們每秒都在高速的運轉著。

那麼問題來了,我們所感知的一秒,以及我們的電子,是在地球每天自轉公轉的速度下進行;那麼人在飛船已無限接近光速下的時候呢?顯而易見的是,無限接近光速的速度,是地球自轉公轉的很多倍。當我們無限接近光速時,那麼我們的原子電子與之前地球自轉公轉時,顯得就慢的很多很多,但我們身在這種速度下的時候,卻無法察覺出來。但是地球上的人觀察我們的時候(假設飛船透明,假設望遠鏡足夠清晰),他們就覺得我們的動作很慢。比如我們在飛船上煮了一碗泡麵吃完花了15分鐘,但地球上的人們用了150年才看完我們的這個過程。

需要聲明的是:以上的數字只是比方,並無實際計算過程。其實我不認為速度對時間會產生什麼影響,再快的速度也不會讓時間越快或者越慢。但,但,但(重要轉折說三遍)會對人體產生影響!!!

以上純粹私人觀點,憑藉著自己的愛好得出的結論!


手機用戶6317928095


不可能能回來,宇航員一般都是四五十歲。

飛了一百年早就 100幾十歲了,正常人早就死亡了。

再加上,人應該不能以光速飛行,因為速度越大,質量越大,達到光速質量就趨於無窮大,推動其能量也要無窮大,但是哪有無窮大的能量,還有慣性問題呢,更何況100年裡的糧食問題呢。

所以說,有質量的物體不可能能達到光速運動

很多人說,達到光速時間會停止,那是因為他們對相對論理解錯了。理論上,達到光速,時間不會停止,再根據“光速不變原理”我(不考慮推動其能量和慣性等問題)我覺得以光速飛行就飛行唄,毛事都不會發生

有人問我速度越大,質量越大是我在扯淡

M=m/(1-v/c)²(0.5)

M為物體運動的質量,m為物體靜止的質量,v為速度,c為光速

這是相對論裡面的


宇宙學物理領域


宇航員以光速離開地球,在外太空會覺得地球的時間過去很慢,回到地球時間就會驟然加速,這是狹義相對論,所謂的天上人間就是如此,



假設能以100%光速飛行,時間會停止,也就是說宇航員無論飛多長時間,年齡都不會發生改變,因為時間已經與他無關,


題中所問,宇航員以光速出去100地球年,再回到地球年齡是否會改變,這顯然是不會改變的,這就如在地球上,如果沒了時間,你的年齡會增加嗎?謝謝邀請


任我行162458367


不是30歲。

這有點相對論中孿生子悖論的意思,它是關於狹義相對論的思想實驗,內容是這樣的:有一對雙生兄弟,其中一個跨上一宇宙飛船作長程太空旅行,而另一個則留在地球。結果當旅行者回到地球后,我們發現他比他留在地球的兄弟更年青。”不過這樣的悖論是不存在的,只是混淆了參照系與慣性系這兩個不同概念。參照系——“以快速運動為參考系的鐘”的快慢只能是相對於人而言,因而具有主觀的特徵;而慣性系“絕對時間”是客觀存在的。一個人的生物鐘取決於絕對時間而不是取決於相對時間。

愛因斯坦的同時性的相對性原理屬於參照系,牛頓“絕對時間”屬於宇宙慣性系,只要把參照系和慣性系區別開來,愛因斯坦的同時性的相對性原理理論與牛頓“絕對時間”理論兩者並不衝突,都是科學的。

同時我們要知道,物質運動產生了時間概念,時間隨著物質運動變化而變化,而不是物質隨著時間流逝而流失。


科技見解分享


謝謝邀請,我們都知道小說裡常說的天上一天地上三年, 在有引力時我們的重力存在的狀態下,以光速旋轉地球1圈,就是光速1地球日,所以這個數學題就可以知道100地球年可以在宇宙走多遠,其實大家都看過奇異博士,這個重要的是可以穿越時空,改變過去,最多隻能改變一個星球日的過去,因為在時間和速度上是不一樣的,這麼說吧,如果你想穿越時空,去到未來,這個是可以做到的,也是可以把你看到的未來改變的,但是如果你要回到過去改變歷史,這個就是有限制的,因為時間是有限的而速度是無限的,就好像地球有13億年的時間存在,這13億年就像磁帶,你可以快進也可以倒退,但是時間是不可逆的,我們可以通過速度回到過去,但是已經存在的是無法改變的,至少未來20年回去改變一天就已經是奇蹟了,但是未來的任何時間,地點,人物,都是可以改變的,以為你處的時間之後的一切是你這個時間軸之前是沒有發生的,可能聽著有點亂,說個秘密給你聽,我的靈魂在夢裡去過未來,時間長的有過地球的毀滅,時間短的有過一天後親戚的死亡,所以靈魂和潛意識有時可以安排未來的事情而我們只能等它一模一樣的發生,但是人和世界是有規律的,人有輪迴,世界也有,如果你瞭解歷史,你會更好的接近未來,秦朝統一六國統一貨幣,那麼活在當下的我們,也過看到未來有一次大的變化,至於不該發生的事情用輪迴結束我就不知道了,不過是過去還是未來我們頂多是改變過程而結果終會發生,而未來的過程我們隨時可以改變,而我們穿越未來看到的結果也是可以移花接木的,只是很複雜。回到題目,如果宇宙有一面鏡子,也就是逆時空,我們用光速去到了鏡子裡的地球,那也不是一件高興的事,因為那裡的一切都是反的。長生不老的秘密不是光速與時間決定的,而是基因決定的。喜歡永遠是翹楚之年,而不是而立之年。


圈a豆豆


承邀

以前神學為什麼那麼多人明知是騙人的還是迷信?因為神話的神仙不僅飛天鑽地,還能長生不老。

現代的人為什麼那麼酷愛愛因斯坦?因為愛因斯坦再次給予人們長生不老時間停止的痴心妄想。

太陽光是一種不折不扣的物質,它每天以光速射向地球然後又以光速折射離去,地球的時間沒有停止過,仍然是一分一秒的慢慢走著,不會快不會慢。

光與世界短跑冠軍一百米比賽,冠軍用了9秒多的時間。光雖然快,但也要用0.000000033秒。人一秒十米,光一秒30萬千米。光很快,但跑任何長短的距離也需要時間。而且這個時間的數字永遠不會負。

我假設這個宇航員就是光。無論他與任何速度飛行,他飛行時間是100地球年,那麼地球也是經過了地球一百年。如果這個宇宙員有130歲的壽命,他回來地球正好趕上火葬。我會給他獻上一個花圈,並祝他為愛因斯坦的相對論時間可以變慢的謬論添加了笑料。


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