以光速離開地球一天再飛回來,地球會發生什麼?

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首先要確定一點,不可能光速飛行一天,哪怕一秒也不行!不過既然是假設,那就一直假設來分析下去!

首先必須確認“離開地球一天”這裡的“一天”是誰的時間,按照問題的描述應該是飛船上的時間,也就是說假如你以光速離開地球一天(飛船上的時間)。不然如果是地球上的時間,問題問的就沒有意義了,等於說地球過了一天會發生什麼?這個大家都明白!

按照愛因斯坦的狹義相對論解釋,以光速飛行的飛船上的時間靜止了,注意這裡的“靜止”是相對的,也就是相對於地球上的時間,並不是說飛船上沒有時間的概念了,只是地球上的人如果能看到飛船上發生的事情,會看到那裡的時間靜止了。而對於飛船上的你來說,時間仍然在流逝,你不會因為時間的“靜止”(相對靜止)而長生不老!

也就是說,對於飛船上的你來說,如果你只留意飛船內部發生的事情,你不會感覺到時間靜止,事實上你的感受與在地球上的感受並沒有太大的區別。而只有你重新返回地球以後,對比地球上的時間,你才能真切地感受到你的時間確實變慢了。

明白了這點,就會感覺到一個矛盾的存在。那就是對於地球上的人來說,他們永遠等不到飛船上的你度過一天,因為對於他們來說,你的時間靜止了。你度過的每一分每一秒對於地球上的人來說都是無限長的時間!

所以,你將永遠回不到地球了,如此推論下去,你也將回不到宇宙了,也就是說再你以光速飛行的那一刻起,你將不再屬於出發時所在的宇宙。那你會在哪裡呢?

很明顯,你本身就是宇宙的一部分,所以如果你回不到宇宙裡,意味著你將不復存在!

這也意味著一開始的假設是錯誤的!

有人可能會說,以光速飛行或者超光速飛行會到達更高維度的世界或者穿越時空,但目前看來,這樣的想法只是猜測和想象,只是屬於科幻領域!

您說呢?


宇宙探索


在談論這個問題之前,先來看一下狹義相對論的質速關係:

其中v表示物體的運動速度,m表示物體在速度為v時的質量,m0表示物體相對靜止時的質量,c表示光速。

把上述的關係式做成如下的示意圖:

可以看到,當速度v趨近光速c時,物體的運動質量m趨於無窮大,顯然無法使這樣的物體繼續加速到光速。因此,對於飛船這樣有靜止質量的物體,其速度只能低於光速。

儘管如此,只要物體的速度越接近光速,鐘慢效應就越明顯。根據狹義相對論的時間膨脹效應:

其中ΔT表示飛船時間,Δt表示地球時間。

根據上式可知,當v=0.866c時,ΔT=0.5Δt,這意味著地球上過2秒,飛船上才過1秒。因此,如果飛船以這個速度離開地球一天再返回地球(這裡一天指飛船上的時間),地球上將會過去兩天。當v=0.999996247c時,如果飛船以這個速度離開地球一天再返回地球,地球上將會過去1年。當v=0.99999999999996247c時,如果飛船以這個速度離開地球一天再返回地球,地球上將會過去1萬年。如果越接近光速,當飛船回到地球之後,地球上早已是滄海桑田。

然而,用一天的時間加速度到亞光速的地步,需要極大的加速度。假設飛船以靜止狀態從地球上出發,並做勻加速運動,飛船速度與加速度a的關係為:

考慮到相對論效應,不能使用經典物理學中的勻加速運動公式vt=v0+at。根據上式,如果用一天的時間使速度勻加速到0.866c,加速度將高達466g。要知道,普通人承受3g已經相當困難了,而長時間承受幾十g的加速度足以致命,更何況是幾百g。這裡在計算時還沒有考慮到減速回地球的情況,如果考慮這樣的情況,飛船需要在半天的時間裡加速到0.866c,加速度則要翻倍,人體更無法承受。因此,如果要讓太空旅行者活著回來,僅飛行一天的時間,並不能產生很明顯的時間膨脹效應。


火星一號


光速飛離一天又以光速回即兩天,時間是兩天,即48小時,距離是光走兩天的距離。一個是時間概念,一個是物質間距離概念。


楚子牛書畫



按照目前的認知水平和技術能力任何靜止質量不為零的物體是不可能達到光速的,

根據狹義相對論的質速公式m=m0/√1-(v/c)²(其中m0為飛船靜止質量,v為飛船運動速度,c為光速),當v=c時,式子就變成1/0,質量m變為無窮大,所以是不可能達到光速的。再者除非不是人坐飛船以光速離開地球,否則人在一天(飛船的時間)中加速到光速再減速到零再掉頭返回加速到光速再減速到零是受不了的。加速度幾千個g,根據廣義相對論的等效原理,這麼大的引力把人壓成餅了。所以這個題根本就沒意義,除非改成接近光速且不考慮加速過程,一上來就這個速,這樣題才有意義。



我看到樓主們答的都挺好,計算回到地球后地球過了多少時間,這就是個“雙生子佯謬”的問題。

根據接近光速的程度,有的算是兩天,有的算是1萬年,有的算是61286年……,我也就不再重複了。我只補充一點思考:人真要達到光速會發生什麼?這一點也是愛因斯坦一直想知道的。實際上當人達到光速的那一剎那,在地球的觀察者看來,飛船上的時間停止了,假設飛船真達到光速,那這個參考系時間也將停止,只不過這一點永不會到達,因為如果達到了,宇宙對於這個人來說就崩潰了,人將成為宇宙的主宰,宇宙的奧秘全在這人的掌握中,當然人已經脫離了宇宙普通時空的羈絆,人如果“這時”想起回到地球去看看,地球早已經不存在了,因為已經過了無限的年數了(由0.9999999……∞個9c到1c過程中地球過了無限時間),絕不僅僅是幾萬年的事。



所以宇宙是不允許你超過光速的,甚至等於光速也不行,你永遠追不上光,你即使大於30萬公里/秒的速度了也追不上光。光對於你來說永遠是光速。


物原愛牛毛1


題主又犯了一個常見的錯誤,就是有靜質量的物質是無法到光速的。

就像1/0一樣,是錯誤的。


這裡我就回答:以近光速離開地球一天再飛回來,地球會發生什麼?

根據相對論,這個問題也稱為“雙生子樣繆”,你假如有個同樣大的兄弟,你以接近光的速度做飛船離開1天后,再返回,那你兄弟會比你大的多,這也取決於你接近光速的多少來決定。

那我們娛樂的來算一下:

  • 如果你坐飛船以0.9倍的光速離開地球一天,那你回來後會抵達2天后的地球,地球上的兄弟會說你離開兩天了,而你自己和你的鐘則表示,你確定你的確只度過了一天。

  • 如果你以0.99C的光速離開地球一天,那你就會來到7天以後的地球,同樣,你也只在飛船上度過了一天。
  • 但如果你以0.999 999 999 的速度飛離後一天回來,你就會發現你來到了61年以後了,你已經抵達未來,而你的兄弟已經等你等到7老80了。

  • 最後如果你坐一輛0.999999999999999(15個9)倍的光速飛出去一天,那你回來後將是天荒地老了,共計地球年61286年。這時你會發現地球怎麼樣我就不知道了

相對論指出,如果你越接近光速這中效果將越明顯。而我們先在的宇航員就會有這種體驗,他們在外太空待久了後,回來都會到0.000001秒之後的未來(速度慢相對論效果不明顯)。


若有其它問題請在評論區留言哦:)


量子貓


首先無法達到光速,只可以逼近光速。

所以,題目假設的情況無法成立,也就無法從科學角度去回答它。

相對論效應中有個質速關係,即有靜質量的物體,隨著運動速度加快,那麼該物體的動質量就會愈來愈大,直至速度逼近光速時,動質量趨近於無窮大。

所以需要的能量就是無窮大的,即便耗費整個宇宙也辦不到,所以,無法達到光速,可以無限趨近於光速,但就是無法達到。

但我們可以先假設一個趨近於光速的速度,比方說,飛船的速度達到了0.999999c。

另外,在解答之前,還需弄明白,這個一天是相對於誰的一天,為了不造成誤解,將一天定義為飛船駕駛者經歷的時間。

已知t=2天,v=0.999999c,那麼就只有一個未知數t0了,t0即為要求得的地球上過去的時間。

題目中說,“飛出去一天,再飛回來”,這就是說,飛船駕駛者感受到的時間流逝是2天。

所以:

經過計算不難得出,地球上已經過去了1414.2天。

那麼將飛船的速度繼續提升,達到了0.9999999999999c,沒錯,小數點之後有13個9,那麼經過計算,地球上已經過去了4472136天,沒錯,就是這麼的誇張。

這就是物體在高速運動過程中所發生的奇特現象,也就是相對論效應,這種效應只有在極高速度時才會表現得很明顯。

如果可以將飛船的速度提升至0.99999999999999999999(無數個9),想必等飛船駕駛者回來時,地球已經不在了。


一枚遊戲科幻迷


好多人對相對論一點常識都沒有,這麼說吧,衛星上的時間和地球上都不一樣,都要通過相對論算法來把這點時間差通過比例來修正。思維還停留在牛頓的經典物理階段,卻不知道經典物理只是相對論在低速情況下的近似值。


張道忠165


在談論之前,我們需要先確定這個一天是相對於誰而言?


如果是相對於地球而言的話,飛船一去一回,也就是兩天,坐飛船離開的宇航員以及地面上的人都不會發生什麼變化。

而如果“一天時間”是相對於飛船而言,那麼麻煩就大了,這一去一回,由於時間延緩的存在,外部世界的時間將會向無窮遠流逝!恐怕地球早被太陽吞噬了。

不過這裡需要註明一點,飛船的速度是無論如何都不能達到光速的。


在狹義相對論的質增公式中已經說的很明白了,無限的逼近光速,會導致飛船的質量接近無窮大,而為了繼續加速,那麼飛船的輸出動力將會是無窮大,因此達到光速是不可行的。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


接近光速飛行!99%光速 飛船上的一天等於地球上的一年。 不信請翻閱大量資料


創意紀元


3月16號你以光速飛一天離開地球,再以光速飛一天回來當然是3月17號,你要是音速回地球那就出問題了,光速每秒30萬公里,1分鐘60秒乘以30萬公里是1800萬公里,1800萬公里再剩以60分108000萬公里,24小時乘以108000萬公里,一天是2592000萬公里。音速每秒340米乘60秒是2040米再乘60分是122400米再乘24小時2937600米再乘30天等於88128000米是88128公里,12個月是1057536公里,呵呵,要接近28000年才能飛回地。


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