當一個人以光速飛離地球,50年後回到地球,他是多少歲?

要有成就何其堅難


當一個人以光速飛離地球,50年後回到地球,他是多少歲?

其實這是一個偽命題,僅僅是拿來計算的,而實際情況中這不可能發生,因為會發生一個奇特而又有趣的問題,很簡單,直接計算即可:

當飛船速度與光速相等時候,不用我說上面方程計算出來的時間等於0,簡單的說,無論地球上經過了多久時間,飛船上經過的時間為0

那麼你是否有發現一個問題,即使在地球時間50年後回到地球,他沒有經過過任何時間,依然是出發時的年齡!

而地球上的人由於實實在在過了50年,因此年長50歲!

但現實中是不可能存在的,由於質增效應,只能將飛船加速至無限接近光速,但即使是這樣我們依然無法達到,以現在的技術30KM/S也是難以達到,如果一艘30KM/S的飛船飛行50年後回到地球,那麼由於相對論的時間差異幾乎為零,因此兩者都增加50歲!

也許只有這種曲速發動機實現才可以


星辰大海路上的種花家


這個問題需要考慮相對論的時間膨脹效應。不過,既然討論相對論,一個最重要的前提是,對於有靜質量的人來說,他不能以光速(c)運動,速度只能以低於光速。

根據狹義相對論的一大重要推論——時間膨脹效應,如果一個參照系的運動速度越接近光速,這個參照系相對於靜止參照系的時間過得越慢。運動參照系的時間ΔT、運動參照系的速度v以及靜止參照系的時間Δt的關係如下:

如果一個太空旅行者以亞光速飛離地球,50年後回到地球上,假設這50年指的是這個人所經歷的時間,那麼,當他回到地球上時,他會比出發時增加了50歲。

另一方面,地球上對應過去多少年與太空旅行者的運動速度有關,如果太空旅行者的速度為光速的86.6%,那麼,當他經過50年的太空旅行回到地球上時,地球上已經過去了100年,地球上的人歲數將會增加100歲。如果太空旅行者的速度為光速的99.875%,那麼,當他經過50年的太空旅行回到地球上時,地球上的時間已經過去了1000年。

可以看到,狹義相對論的鐘慢效應只有在速度趨近於光速時才會變得非常明顯,這是我們在生活中不會感知到差異的原因。


火星一號


我看其他答主也回答的很好,但是忘了一個關鍵點,那是一個邏輯悖論!

狹義相對論規定除了沒有靜止質量的物質可以達到光速(比如光子),其他任何有靜止質量的物質都無法達到光速。比如人相對於地面靜止時,他是有體重的,也就是有靜止質量的,那麼他就無法達到光速!

如果有靜止質量的人可以達到光速,那麼相對論就錯了。既然相對論已經錯了,你用錯的理論求解出50年後這個人的年齡也是錯的!

所以題主應該這樣提問,一個人以光速的99%速度飛離地球,50年後回到地球,再算他相對於地球人的年齡

但是這裡必須注意所有參考系都是等價的。也就是說,身處以99%光速飛船的這個人是絕對不會感覺自己變年輕了,而只有當地球人觀察飛船裡的人時,地球人才會認為他變年輕了,也會看到飛船中一切動作都變慢了,但是飛船中的人感受不到這些改變!

50年後到底可以讓地球人相對而言老多少歲呢?

這個很好算的,直接把v替代成99%c就OK了!

t=t0/(1-v²/c²)½也就是這個公式


令v=99%c,分母項約等於0.141。則t=7.1t0。

地球人的時間相對於宇宙飛船變快了7.1倍。如果飛船人是在10歲時離開地球,那50年後再次回到地球時,他會自以為是60歲,而當年和他同齡的小夥伴如果還活著則會是365歲,所以飛船人相對於地球人年輕了305歲!


可以說,他以接近光速飛行的方式穿越到了未來

以上答案只是筆者按光速的99%計算的,其實越接近光速,時間膨脹地越快,就和指數增長一樣!

以光速99.9%飛行和99%飛行就完全不同了,99.9%速度則會進入到未來1118年。如果以99.99%的光速飛行呢?我算了一下,大概可以穿越到一萬年後!

但要記住:這個人理論上只能無限逼近光速,而不能達到光速,因為他有靜止質量!


科學認識論


又是一個光速飛行的假設!既然是假設,就讓我們一起來做個光速飛行的思想實驗吧!

光速飛行離開地球,單純從理論上分析(實際上理論上也不存在),50年後回來(50年應該是地球上的時間)他的年齡沒有任何變化!

很簡單,狹義相對論表明,速度可以讓時間變慢,也就是所謂的時間膨脹,速度越快,時間膨脹效果越明顯,如果速度能達到光速,意味著時間戛然而止!當然不是他自己感覺到的時間,而是地球上的人感覺光速飛行的人時間停止了!

所以說,不要說50年,就算是50億年後回來,他的年齡也還是沒有任何變化!

但這種情況(光速飛行)可能發生嗎?

我們知道那不可能,狹義相對論已經告訴了我們!但不少人對相對論理解不是太深,那就從另外一個角度分析下!

達到光速時間停止,也就是說地球上的人眼裡,光速飛行的人時間靜止不動了!但“熵增原理”表明沒有任何事物的時間可以完全靜止,時間箭頭只會一直向前!

所以說,在我們的宇宙時空當中,不可能達到光速。如果真的可以光速飛行,那說明已經不在屬於我們的四維時空,也不能用狹義相對論來解釋了,需要更高一級的物理定律?

或許吧,我相信更高一級的物理定律肯定存在,但不會在我們的四維時空裡!


宇宙探索


能回來嗎?

理論上講,目前以人類能力是無法承受光速的。如果真達到了,也不可能出現很大的反差。

超光速是科學理論,飛出去的時間也得用地球時間來算,這類問題我始終有個疑問。

就先說快,快到什麼程度。飛機從某地到北京需要一個小時,火車從某地到北京二十四小時,火車上的人不會老一小時,飛機上的人也不會年輕一小時,因為過了一個晚上還是第二天。

當一個人以光速飛離地球,五十年回到地球后,地球也過了五十年。他以光速飛了五十年,只不過比其它飛行器多飛了若個單位的距離,也就是一快,二遠。他五十歲時飛到了織女星系,乘坐一般飛行器的人可能五十歲時剛到天王星,地球人也在一百歲時看到了兩則報道;

一人坐超光速飛船用了五十年到了織女星。

一人坐平常飛船用了五十年才到天王星。

這兩個人有幸回到地球后都是一百歲,與地球上那個人握手後一問,也一百了。

超光速再快,裡面人也按年過,會老,不可能飛行器跑五十年的超光速距離,裡面人的身體會和距離一樣年輕。再怎麼超光速,也要奔向一個目的地,是要用時間來計算的,所以,時間和年令應在一個起跑線上。

:以我個人的想法舉個例子吧!在一塊石頭上放上一隻蝸牛,把石頭擲出去,蝸牛肯定是超光速了,但落地後比其它蝸牛多活十年了嗎!只是比它們在同一個月裡多爬了五十米而已,再爬回來原地時,其它蝸牛剛剛爬出了五米而已。

辨證法看問題,沒有太多的科學知識,望大家不要見笑!科學界人才高抬貴手,想法而己,也屬各執己見,承讓!承讓!


驍勇34


人是無法達到光速的,如果想達到光速,那麼你就得變成光本身,而對於光本身而言,是沒有所謂的時間的概念的。

相對論告訴我們,光速是所有非光物質運動速度的極限,一切物體都只能夠以低於光速的速度運行,可以無限接近光速,但是卻永遠達不到光速。相對論很難理解,為什麼光速就是世界上最快的速度呢?相對論又是什麼呢?愛因斯坦給出解釋,

時間本來是不存在的,只不過是人類這類低維的生物產生的錯覺時間的存在源於你的意識,就好比如你坐在一個美女和一個乞丐的旁邊,同樣的一個小時,你會感覺坐在美女旁邊時間過得快一些,這就是相對論。



很多人根據相對論的幾個公式對光速和高於光速的狀態進行推導,得出瞭如果物體的速度等於光速,那麼時間對於它來說就會停止,如果速度超越光速,時間就會倒流。

但是這已經不是相對論討論的問題了,相對論本身是排斥光速及光速往上的狀態的,這樣的推導沒有多大的意義。

在低於光速的條件下,所有的物理學定律對於觀察者而言都是不變的,也就是說對於低於光速運行的人而言,他的時間概念不會變,他的手錶轉過一個小時的時間他就是過的一個小時,不管速度有多大都是不變的。只是相對而言就不一樣了,對於低速運行的觀察者而言,高速運行的人的時間流逝會變慢,也就是說低速的人感覺過了一年的時候高速的人感覺過的可能就只有一天,只不過這一天對於高速的人來說還是一天,他自己對於時間變慢沒有任何感覺。


回到題目中的疑問,假如以光速運行的話,他已經沒有了時間的概念了,但還是可以假設他以無限接近光速的速度運行。如果這50年是他自己意識裡的五十年,回來的時候他會老50歲,並不會因為相對論效應而老得慢,但是如果這50年是以地球的時間來度量的話,那麼實際上他自己感覺並沒有經過50年,有可能就是一瞬間他從地球出發又返回而地球已經過了50年。


鏡像宇宙


很多人都想著在這個宇宙中能夠達到光速,實現時間不再流逝的夢想,但這真的只是夢想罷了,在這個宇宙中,光速是無法被超越的,即使建造最高科技的飛船,也不可能在這個宇宙中達到光速,超越光速那隻能是在做夢了。

光速恆定,具有靜止質量的物質不能達到光速與超越光速,這是相對論的前提,如果連前提都忽視,就沒有意義了,題目也就沒有了意義。

狹義相對論中提到了時間膨脹效應即鐘慢效應,運動中的物體時間流逝變慢,且運動的速度越快,時間流逝的就越慢。

那麼就會出現如下的情況:

這個人乘坐的飛船以0.5c的速度向前飛行,50個地球年過去之後,他是多少歲呢?

情況是這樣的,地球上當然還是過去了50個地球年,但這個飛船上的人實際上只度過了43年,可以說比地球上的人年輕了大約7歲。

如果這個人還想變得更加年輕的話,只有將飛船的速度再次提高,如果飛船的速度達到了0.999999999c的話,50個地球年過去之後,地球人增加了50歲,這個飛船駕駛者實際上只度過了19.59個小時而已,這樣的話,這個飛船的駕駛者可以說整整比地球上的人年輕了50歲呀。

題目中是說,這個人駕駛著飛船以光速c運行,如果不考慮相對論的前提條件,也不考慮加速或者減速過程,那麼在科幻中的答案是時間停止了流逝,這樣的話,無論飛船的外面過去了多少歲月,這個飛船的駕駛者就是不顯老,這讓人匪夷所思。


一枚遊戲科幻迷


這個題有很大的問題,首先人不可能達到光速的,有人說這是假如。好,即便假如,這個人以光速飛行時,時間變慢至停滯,宇宙對於這個人來講崩塌了,時間和空間都已經束縛不住他了,換句話講,時間對於他來說已經不存在了。注意是不存在了,不是經歷時間為0。所以50年對於他來說毫無意義,他不會經歷任何時間,他不存在過了多少年的問題。因此這50年只能相對於地球的時間(宇宙只是對於他崩塌,對於地球並沒有崩塌)。地球過了50年,地球上的人也過了50年,而光速飛行的人是不可能回來了,因為他已跳出我們這個由時空組成的宇宙了,不知道時間了,甚至他已經沒有我們理解的“意識”了,一句話他已經沒有多少歲的問題了。

當然如果你非要知道他多少歲了,我們不妨站在地球上,做為地球智慧生物想象一下:那就是50年後假如他返回地球,他仍然是離開地球時的歲數,實際上不管地球上過了多少年,他仍然是離開地球的歲數。因為時間同時的相對性雖然有著嚴格的規律,但這是對於有時間而言,而對於已經沒有時間的他來說,不管地球過了多少年,他都沒時間。




物原愛牛毛1


假如,地球人將一束超強光,發射到25光年遠的反射物上,50年後接收到了微弱的光,不多不少,經過了50年,光長了50歲,地球人也長了50歲,那人化作的光也長了50歲。

只不過,那光在前行中,“回頭看”地球,己看不到地球上的任何變化,在他看來,地球上的“時間”靜止了,不動了,沒有變化了,地球上以後發出的光,追不上啊。25年時間中,只看到了定格的地球。

只不過,那光在回程中,“再看向”地球,地球上在初始出發以後發出的光,被逐漸看到了,一秒時間,看到了地球上兩秒的變化,25年又過去了,終於回到地球,看到地球在25年內“度過”了50年。

瞬間停下來,鐘不再慢,尺不再縮,鐘慢尺縮效應是相對論效應,是觀察者效應,不是實效應。只是看到,不是現實,只是現實不可見。

呆在地球上的人,看這光,看到了什麼?剛開始,每過兩秒,看到了一秒之前的回光,那光其實一直在做分身術,每經過一點,都成了點光源,均在球面散開,其中,有大部隊在簇光擁簇下,是前進的,也有不少處在外圍的逃兵,有些在後頭的,正在回程中,很微弱,時刻射向地球。這樣經過了50年,終於看到了25光年之遠的回光。也就在這一刻,50年後的一刻,也看到了回到地球上的那光,25光年之遠的回光,與50年後回到地球上的光,與其間的仼意一點的回光,同步到達,好像那光,在25光年的回程中,絲毫不用花費時間,好像不存在距離,“尺縮”,不,“尺放”到無究。

其實,鐘慢、尺縮是同時發生的,距離還是那個距離,看起來,距離變了,時間變了,其實,實距離,實時間,變不了,不會變。

其實,實時間,無論到那,無論何速,加不加速,都一樣,都一樣在流逝,都一樣在不緊不慢地流逝。

其實,這50年,與那50年,無區別。


stemmer


根據愛因斯坦的相對論,任何有質量的物體的速度只能無限接近光速,但永遠不可能達到(等於)光速。

假如一個人現在年齡20歲,以光速飛離地球,50年後回到地球,他還是20歲,和他同年齡的人已經是70歲的老人了,他還是原來那麼年輕。這是因為以光速飛行的物體不需要時間,可以在宇宙中無限遠的地方任意穿梭。

假如一個人現在年齡20歲,以超光速飛離地球,50年後回到地球,對於他來說時光是倒流的,他就是19歲或者18歲,和他同年齡的人也已經是70歲的老人了。

如果一個人現在年齡20歲,以接近光速的速度飛離地球,50年後回到地球,對於他來說時光是很慢的,他就是21歲或者22歲,和他同年齡的人也已經是70歲的老人了。這是因為在接近(小於)光速的飛船上,一切物理的、化學的、生物的變化都會減慢。


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