以光的速度離開地球一天再飛回來,地球會發生什麼?

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以光的速度離開地球一天再飛回來,地球會發生什麼?

假設性的問題,其實達到光速後,在以地面為參照物的飛船中時間已經停滯了,因此無論您在飛船上度過了一天還是一小時,對於地球來說,這個差距將會擴大到 ∞ ,也不復雜,我們可以拿筆來算一算:

當飛船速度接近光速時,適合洛倫茲變換,t為飛船上時間,t'為地面時間,將V=C代入時將計算出飛船上的時間為0,即在地面看來,已經處於停滯狀態。

因此當飛船進入光速時,無論飛船上的時間過去多久,對於地面來說都將無限長,因為公式將轉換成如下:

t'=t/√1-v^2/c^2= ∞

那麼事情將變得飛船簡單,當您在飛船上度過一整天回到地球后,也許您已經找不到原來地球,甚至太陽的位置將被一顆白矮星代替,更有可能您的星圖都得更新,因為仙女星系已經和銀河系合併,並且您還完美的錯過了它們的洞房時刻。

或者您看到如此的銀河&仙女,但可以確認您已經認不出來了,因為這不在您出發時攜帶的星圖裡!


星辰大海路上的種花家


施鬱

(復旦大學物理學系教授)

首先,先要交代這個“一天”是哪一個參照系上的時間,如果是地球上的時間,那地球上就是過了一天。 想必題主的意思是離開地球的人(或者東西)的時間,如果是稱作宇宙飛船,就是宇宙飛船上的時間是1天。

其次,要說明是什麼東西以光速離開地球。只有沒有質量的粒子才能以光速運動。題主的意思應該是某個旅客乘坐宇宙飛船。那麼,對不起,你的飛船永遠也達不到光速!

好吧,飛船的速度也許可以達到光速的數量級,我們假設是光速的a倍吧(a小於1)。

第三,你需要回來,所以你不可能以光速一直離開地球。為了簡單起見,我們假設從地球上看來,你一半時間離開地球,一般時間返回地區。 中間需要掉轉方向,我們可以假設需要的時間可以忽略。

這裡就有個時間膨脹的問題。 在靜止座標系上觀察,運動物體的時間變長了,或者說膨脹了。如果運動速度是光速的a倍,運動物體在自己的參照系開來經歷了時間T,那麼在靜止參照系看來,時間是T乘以洛倫茲因子。這個洛倫茲因子是(1-a^2)^{-1/2}, 這裡符號^代表冪次,也就是說是1減去a的平方,然後開方,然後取倒數。

因為來回速度一樣,所以在地球上看來,來回時間一樣。在宇宙飛船上來看呢?好在因為來回速度一樣,來回的洛倫茲因子也一樣,所以在宇宙飛船上來開,來回時間也一樣,那麼也就是各半天。

由此得到,飛船上經過一天的來回,地球上經過的時間是:

(1-a^2)^{-1/2}天!

飛船速度越接近光速,也就是說a接近於1,這個時間越長。


物理文化與施鬱世界線


這個題目腦洞開得有點大。咱們就權當趣味討論。畢竟,對於光速旅行這樣子的事情,我們人類目前為止還是以推理和猜想為主。想要實現,可預見的將來都根本沒有可能性。

以光的速度離開地球一天再飛回來,地球會發生什麼?

這句話不是很嚴謹有歧義,如果這個一天是我們從地球上的人感覺到的一天的話,這個出去旅行的人,無非就是去了一個很遙遠的地方又回來了而已,並不會給地球帶來什麼變化。從地球上反射出去的光,隨時都在做題主想象中的事情,而我們的生活並沒有任何影響。就算有一個人這麼出去了,也不會對地球造成什麼影響。也就是說,即使存在光速旅行這回事,對於不處於那個體系內的事物應該不會有影響。

當然,我估計題主說的大概不是這個意思。應該是指從光速離開的人,按他的角度看,過了一天,回到地球上會怎樣?因為大家都聽說,根據相對論,以光速飛行,時間是靜止的。可是時間如果靜止了,那怎麼還有一天時間呢?所以,這個題目無解啊。


為了便於討論展開,我們把題目改成非常接近光速離開,也就是說,時間接近於靜止了。至於怎麼實現這個速度,人為什麼能承受短時間之內加速到那個程度等原因暫且不考慮。就是有一個人用接近光速的速度離開地球,進行接近光速的旅行。這個時候,從我們地球人的角度來看就像一束光離開了地球,我們並不會有什麼不同。但是對於光速旅行的這個人而言,他的時間會比我們的慢得多。他離開了一天,回到地球上,大概就是物是人非了吧。嗯,時間快慢是相對的,在我們所處的時空內是一回事,把一個人放入了光速移動的體系內,那就是另外一回事了。但是二者互不影響。

因此,就算有一個用光速旅行了一天再回來,地球不會因為這件事情本身變得怎麼樣,只不過可能是他回來一看,地球已經過了一個世紀了。至於到底過了多久,要看他的旅行速度有多接近光速了。


鎂客網


不考慮光速是否能達到,直接開腦洞。

如果觀察者在地球上,另一個人乘飛船光速離開地球再回來,地球上過去一天。這種情況下,地球人的感受是一天,飛船裡的人感覺是沒有任何改變,甚至沒看到自己移動,就是瞬間地球上過去了24小時。


如果觀察者是飛船裡的人,他乘坐光速飛船飛出地球,然後再飛回來,飛船裡的人感受是過去了一天。此時地球已經不復存在,太陽系也不復存在,整個宇宙都不復存在了。因為這一天對於地球上的人來說,是永遠,時間無限長。


蛋科夫斯基


如果你真的是以光速飛行,不要談地球,怕是宇宙都重啟多少次了,哈哈,開個玩笑。首先對於有靜止質量的物體來說,達到光速是不被允許的,最理想的狀態只能是無限逼近光速,這一點在狹義相對論關於質速度關係,說的很明白。


下面我們就單純的從狹義相對論出發,這個飛船一直以勻速——99.9999%的光速運動(這裡設光速為30萬公里每秒),並且飛出去再折返的過程都是瞬時完成的。按照下面的時間與速度的關係式:

其中小t就是飛船飛出去的一天時間,大T就是地球在此期間流逝的時間。

可以算出,以99.9999%光速飛行一天,地球上已經流逝了707天,差不多快兩年時間了。

我們看出,速度越是接近光速,地球時間會流逝的越快。

  • 50%光速,時間是原來的1.155倍
  • 60%光速,時間是原來的1.25倍
  • 80%光速,就是1.67倍
  • 90%光速,就是2.3倍
  • 99%光速,就是7倍


如果速度無限逼近光速,那麼時間會變化的更加劇烈。好在飛船並沒有那麼強大持續的動力,能提速那麼高。

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賽先生科普


根據愛因斯坦相對論,以光速飛行時間會變慢,我們以光速離開地球一天再飛回來,我們在飛船上時間只過了一天,而地球已經過了整整十幾年,弟妹都已變老,而我只過了一天。


那為什麼速度越快,時間越慢?因為空間和時間是相互關聯的,空間和時間是一體的,是能夠變形的網格結構,稱為時空。最早發現這一現象的是偉大科學家愛因斯坦先生,曾經他坐在一輛巴士上,在回頭看著瑞士伯尼最著名鐘塔的時候,他就在想如果這輛巴士車以接近光速遠離鐘塔結果會怎樣?他突然發現,當自己坐的這輛巴士以接近光速遠離鐘塔時,從鐘塔上射下來的光似乎無法追上他。這一突然的覺悟,有了愛因斯坦著名理論狹義相對論理論的誕生。也就是說在空間裡物體運動速度越快,時間過的也就越慢。


這一理論在後來影響了整個科學界的理論發展,在1971年,物理學家哈菲爾與基廷做了個實驗,他們將高度精確的原子鐘放在飛機上繞著地球飛行,然後將飛機上讀到的時間與放在地面上完全一樣的時鐘做對比,飛機上的時間流逝的比地面實驗室的慢,結果進一步證實了愛因斯坦相對論。物體運動的速度越快,時間流逝的越慢,有科學數據表明,物體運動速度若達到光速的一半,時間約慢13%。

要想變的比同齡人年輕,我們是不是都應該運動起來,多奔跑、多爬山,有人是不是會想多乘飛機,但是這樣的變化是微乎其微的。



很顯然,如果我們以接近光的速度離開地球一天,回到地球會發現以前的親朋好友都變老了,自己的兒女都已長大成人,地球上的親人們足足期盼了我們十來年,而我只感覺在飛船上度過了一天。也許以這樣的方式,可以讓我們有生之年看到未來的樣子,但失去的是對親人的陪伴。


UFO情報局


就這麼說了,還是看你是誰,你是地球人還是那個光速飛行的人。

如果你是地球人,咱們做個假設。你前面站著一個超牛逼,完全氪金可以光速飛行的超人。然後超人飛了,然後呢?你會發現啥?他一瞬間不見了。然後超人是啥感覺?越接近光速他的時間流逝越慢,然後達到光速的時候...時間對他就不存在了。那是另一個維度的感覺了。

對於超人來說,他沒有一天這個概念,一秒都沒有。你就傻不拉幾等著吧,等到墳頭草三尺都等不到超人的一天。

然後從超人的視角來看,不能按照時間算,而是按照距離算。比如光是299,792,458米每秒的速度吧

那麼按照一來一回的話,他要在地球時間12小時內飛到1.2951034e+13米這個距離。然後再以光速折返。這樣一來一回就剛好是1天地球時。

所以,從超人角度來講,只能按照距離來算,不能按時間,光速飛行的人沒有時間概念的。


瘋狗的輕武


從題目中可以得知,一個人駕駛飛船以光速離開了地球,離開地球一天的時間。

速度已經知道為光速c,關鍵是時間,這個時間是相對於哪個參考系的呢?

“離開地球一天再飛回來”,從字面意思上可以知道,這個時間參考系是飛船駕駛者,譬如駕駛者在飛船內部擺放一個原子鐘,或者是其它計數一天時間的東西,當然這個一天是地球上的一天,這個不能變。

飛船駕駛員興致勃勃的開著飛船遠去了,以光的速度。恰好飛夠一天了,此時他的位置在距離地球2592000萬公里處,那麼,他在駕駛飛船興高采烈的飛回來,同樣還是用掉了一個地球日。

當他回到地球時,他眼前的事物讓他眼睛一亮,完全的不敢相信,喲,怎麼回事?

地球上竟然已經不住人了?奇了怪了,人類跑哪兒去了?我不是才離開2天嗎?

不過,他認為的一天可不是地球人認為的一天,如果存在一個高級永生觀察者的話,他看到的飛船駕駛員好像比烏龜還慢,上個廁所都得需要花費上百年、上千年的。讓人大跌眼鏡。

飛船駕駛員又說了,我上個廁所明明只用了十分鐘而已啊,這他就搞不明白了,時間在不同的地方難道還不一樣了嗎?

是的,不一樣,比如你可以圍繞黑洞附近運轉,那麼那邊的時間就會很慢,太陽附近的時間流速要比地球周圍慢,同樣站在高山腳下,時間流速要比站在平原上來得慢,只是差別微小,人感覺不到而已。

此外還有速度可以影響時間流逝的快慢,你飛得越快,時間越慢,當接近光速時,時間幾乎靜止,當達到光速時,時間停止不流逝。

但並不代表著你可以長生不老(在別人眼裡,你是長生不老,自己眼裡不是,一切照舊),你感受到的時間流逝無差別,你還是你,身體按照常理衰老著,只不過的是,你處在這個空間內與外面截然不同,就像獨立開來的兩個世界,當你出來時,會發現世界已經大變樣,而你很驚訝,不要驚訝,一切盡在科學的掌握之中。

所以,生命在於運動,跑得愈快,時間流逝就愈慢,雖然效果非常非常非常不明顯,但總感覺自己比別人年輕了0.0000000000000000000000000000000000001毫秒。


一枚遊戲科幻迷


類似這樣的問題已經多次出現,基本上都以光速和“超光速”為背景,討論所謂的“回到過去”和“時間停止”的情景!

但事實上這樣的討論沒有實力意義,只能是腦洞大開而已。因為無論如何我們都無法達到光速,更別提超越了!

不過既然是假設,那就一起來暢想吧!

首先樓主提的問題有歧義,“離開地球一天”並沒有指出是哪裡的一天,如果指的是地球上的一天,答案很簡單,地球上就是過去一天,沒什麼特別的!

但這或許不是樓主想要問的,這一天應該是“以光速離開地球的飛船上的一天”!

根據愛因斯坦狹義相對論,速度越快時間流逝相對就越慢,如果達到光速時間將停止,這種“慢”和“停止”是相對的,比如說你觀察一艘以光速飛行的飛船,你會發現飛船上的人的時間將不再就是,上面的一切都處於靜止狀態!

而對於飛船上的人來說,他們並不會感覺到時間靜止,甚至不會感受到時間的流逝有任何變慢的現象!

如此一來,不要說離開地球一天,哪怕離開地球一秒鐘,對於地球來說都是一樣的結果,這個結果是什麼呢?

一切都將不復存在,包括宇宙本身!因為理論上地球上的時間會延續到無限長,延續到永遠,沒有盡頭!

而這顯然是不存在的,一切都將不復存在意味著光速飛行的飛船本身也不能倖免!出現了前後矛盾,悖論出現!之所以會出現悖論,就是剛開始的假設不成立,也就是不能達到光速,只能無限接近!

所以說,如果想達到光速甚至超越光速,首先必須推翻愛因斯坦的相對論關於時空觀的描述,而目前的很多精密實驗都證明了的相對論的正確性!


宇宙探索


要達到題主這個要求,我們就不得不請出超人了,他是少數幾個可以達到並超越光速飛行的人。以目前人類的理論任何有靜止質量的物體都不能達到光速。所以只能進行一次幻想的實驗,超人就是這次實驗的主角,在老超人電影裡,超人就曾經不顧上帝的警告繞地球超音速飛行,使時間倒流只為救他車禍遇難的女友。


如果要超人認真的以光速飛出地球,首先要考慮的是地球能否承受這一衝擊力,超人一光速一拳的能量大約相當於三千顆廣島原子彈的能量。可想而知超人起飛時候跺一腳以推動其達到光速的能量估計要毀滅掉一個國家。

為了達到能夠回到地球的條件,超人必須微調其速度,保證時間倒流和正向流動的時間基本抵消只一個自然天。否則飛出去再回來地球已經今非昔比也沒有啥討論的意義了。這時候超人飛了一天打算降落,又以同樣的衝擊力進入大氣層,點燃了天空,並在地上自造了另一個大坑。一去一回,地球出現倆巨大的深坑。這就是結論。可能還會微調地球的軌道也說不定。

綜上所述,為了地球的生靈,還是希望超人別沒事幹光速老跑來跑去吧。

希望我的答案可以幫助到你,也歡迎各位留言與我討論。


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