如果以光速離開地面一分鐘,馬上返回,到達地面後,地球上過了多久?

南宅村人-兜爹


這種問題在悟空問答上我的確看到了不少,而且也回答了不少,但是在我看來問這種問題是沒有什麼意義的,如果都能跑得跟光一樣快了,那麼時間的概念就不存在了。


為什麼這麼說呢?這裡有一個相對論成立的前提,那就是光速是宇宙中最快的速度,光速不可逾越,一切有靜質量的物體都不可能被加速到光速。當一個物體速度無限接近光速的時候,其質量將會變得無限大,再加速將會需要無限的能量,在理論上來說就是不可被無限加速的,可以無限接近光速,但是永遠也到不了。

我這麼說絕對不是自我臆想,光速不可超越已經得到了大量的實驗證實,科學家在用迴旋加速器加速電子的時候,發現無論把加速器的半徑做到多大,無論電壓加到多高,電子的速度就是不可以達到光速。相對論的時間膨脹效應簡單來說就是如果一個人坐在一艘速度非常快的飛船上,那麼他的時間在外人看來將會變得更慢,反過來講,他的一分鐘,對於地球上的人來說可能是一小時、一天、一年甚至是更長的時間。速度越接近光速,這個差距就會越大,舉個例子,有一個以光速99%飛行的宇宙飛船,上面的宇航員看著他的手錶過了一年的時間,但對於地球上的人來說,卻是七年!


題目中所說的一分鐘當然是對於飛船上的人來說的。古人有言:“洞中方一日,世上已千年。”這就很好的描述了所處物理環境的不同帶來的時間量度的不同,一般來講,在光速以下,這個時間差距是可以被精確計算的,但是一旦速度達到光速,那就無法計算了。這是一個很難以理解的概念,為什麼速度就不能達到光速呢?我不知道,我只知道反正對於光來講,是沒有時間概念的。

如果這個時間是地球上的時間,那麼這個問題就很簡單了,出發一分鐘,回來也是一分鐘,加起來就是兩分鐘。但是如果是飛船上的一分鐘,那問題的答案就不確定了,而且準確來說,飛船上沒有時間概念的,所以很有可能剛一出發就回來了,出發和回來完全是同時的,但是也有另外的情況,那就是出發了好久也不見回來,至於什麼時候回來,或許一天,或許一年,或許直到宇宙毀滅的時候還沒有回來,誰叫地球上的再長或者是再短的時間對於他來說都沒有區別呢?


鏡像宇宙


關於這個問題,就是涉及到相對論所說的相對時空觀,即不同的參照系擁有不同的時間和空間尺度,一個參照系所認為的時間和空間尺度不會與另一個參照系完全一致。在談論時間和空間之時,一定要明確這是從哪個參照系看來。在這個問題中,一個參照系是地球系,還有一個是相對於地球高速運動的參照系,姑且認為是飛船系。

另一方面,宇宙中並不存在光速參照系,這意味著一切有靜質量的物體都不能以光速運動。因此,這個問題的前提是飛船隻能以亞光速運動,其速度並不能達到光速。基於這樣的前提條件,根據相對論的鐘慢效應,可以得到飛船系的時間ΔT和地球系時間Δt的聯繫:

其中v是飛船相對於地球的速度,c是光速。

如果飛船以非常接近光速(比如0.999…999c)的速度離開地面一分鐘,如上所述,這個一分鐘時間從不同參照系測出來,將會得出不同的結論。如果這個一分鐘的時間是相對於地球系,那麼,地球上的時間過去就是兩分鐘,而根據上式估算可知,飛船上的時間則只是過了一瞬間。

然而,如果這個一分鐘的時間是相對於飛船系,那麼,飛船上的時間過去就是兩分鐘,而根據上式估算可知,地球上早已是滄海桑田,時間將會過去非常久遠。舉個例子,如果飛船時間過兩分鐘,飛船的速度為0.99999976c,那麼地球時間將會過兩天;如果飛船的速度為0.9999999999982c,那麼地球時間將會過兩年。基於這樣的事實,一個人在有生之年內可以飛過非常遙遠的距離,從而實現真正的星際航行。


火星一號


任何飛船都達不到光速,如果達到了百分百光速,那麼飛船上的時間及一切活動(包括人的意識)會瞬間停止,飛船會一直繞著宇宙飛行直到永遠,想剎車也剎不了了。所以只能無限接近光速飛行,假設飛船以99%的光速飛出,一分鐘後飛出了1782萬公里,此時地面發射信號命令飛船返航(信號傳播的速度跟光速一樣),那麼飛船在離地球180000萬公里(也就是100光分)處收到信號再以原速度返航,待回到地球時,地球上的時間已過了201分鐘,而飛船上的時間只過了兩分鐘。依此類推,如果飛船以99.99999999999%的速度飛出,那麼它將在離地球兩萬光年處收到信號。待回到地球時此時地球已過了4萬年零1分鐘,早已物是人非。而宇航員的時間還是隻過了兩分鐘。


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一個簡單的道理可以回答

我和老婆結婚

2010年,那時候走鄉道,租個車,單邊要花5個小時。800塊車費,生活費算起要1500元,基本上頭天就要出發,第二天回來。

2014年,高速通車後,租個車,單邊只要1小時50分,車費加生活費800元。早上六點出發,可以過去吃早飯。

2015年,我自己買車了,單邊,七點出發,儘管還是1小時50分,可只花了300塊。而且生活費就在岳母家吃。而且一個上午就可以跑兩個來回。

如果現在以光速,到岳母家,那麼無非就一秒種就過去了。飯好了打個電話就過去了。吃了飯就回來了。或者說,他家和我家就只能算客廳和廚房的區別了。


春風花雨


網上這種問題還真不少,雖然這種問題的實際意義不大,但時不時的用這類問題鍛鍊一下思維,開開腦洞,娛樂一下還是可以的。

對於光速,至少相對論已經把有靜質量的物體以及信息的傳遞速度限制在光速以內,但也不妨礙我們進行一次思維實驗。關於光速運動的物體的時間問題,重點是你要選擇一個參考系來看,因為在相對論的體系中,時空(時間與空間)不是絕對的,時間會變(時間膨脹效應),空間也會變(空間彎曲)。

如果單看時間的話,我們可以做一個這樣的假設,當你駕駛一艘光速飛船,以光速飛離地球,先以地面作為參考系,地面的指揮部在你離開一分鐘後馬上通知你立刻返航(這裡假設通訊是超光速無延時的),那麼,在你收到這條信息後以光速返航,在地面的人來看,也就過了兩分鐘而已,這和地面平時指揮一架飛機差不多。

但是,在以你光速飛行的飛船作為參考系的話,你會發現,當你以光速出發的那一瞬間(時間為0秒)就馬上收到了返航的指令,如果你的反應足夠快,在0秒的時間內迅速返航(不考慮身體承受能力),當你回到地球,你會覺得這地面指揮腦子有問題,剛出發就回來,你自己的光速旅行時間還沒有開始就結束了。但地面指揮卻認為你已經以光速旅行了2分鐘了。這是因為,在你以光速飛行的時候,你在光速飛船內感覺時間是正常流逝的,但飛船以外的時間是靜止的,不管地面上的人是隔了一分鐘還是一小時或者是一萬年發出返航指令,對光速飛行的你都是一樣的,都是在達到光速的瞬間就收到了返回信息。地面人員計算你光速飛行的時間完全取決於他們什麼時候召喚你回來。

這實際上就是相對論中的時間膨脹效應,速度越快,時間相對就越慢,當你達到光速的時候,外部的時間就完全停止了,你就可以以光速一直飛到宇宙的盡頭。這也算是另一種形式的永生了。

事實上,任何東西以光速離開地球后,它是無法與地球上同步一分鐘後再回來的,因為它無法定義時間為0等同於一分鐘這樣一個節點。


清明的星空


光一秒走30萬公里,一分鐘就是1800萬公里。

若是返回地球,起先會依照第四宇宙速度110公里每秒進入銀河系,然後減速為第三宇宙速度16.7公里每秒進入太陽系,再依11.2公里每秒進入地球軌道,然後以7.9公里每秒進入大氣層,最後以火苗的形式化為一縷青煙。

至於地球會過去多久,與此沒有關係。


鄭雷雄


這一分鐘是指地球上的一分鐘,還是光速離開物體的一分鐘?

如果是地球上的時間,那麼最終結果就是兩分鐘。這個無可厚非。

看題目,提問者顯然不滿足這個簡單的答案,他肯定是指光速離開物體的一分鐘。按照目前的理論,任何有質量的物體都無法達到光速,只能無限接近光速。只有靜質量為0的粒子才能達到光速,所以光速離開一分鐘只能是光子,而在光子眼中是沒有時間概念的,光子眼中的一瞬間,其他任何物體的時間可能已經過去了萬億年。

所以不需要一分鐘,只需要一瞬間,地球上就已經天荒地老了,過去億億億年,經歷上億次的毀滅與重生!

朋友們,珍惜當下吧!



娜美家園


看你們回答我笑了,而且問這個問題也很無知。首先問題中提到“以光的速度離開地球一分鐘再回到地球”完全可以理解為【光】離開地球一分鐘再回來。出去一分鐘,回來肯定也是一分鐘。所以地球上也就過了兩分鐘!

另外這個問題有兩點沒說清楚,

第一、以光的速度離開地球一分鐘。是說一個人?還是什麼?以光的速度離開地球。

第二、回來是否也是以光的速度?


名人大事件


你這其實就是失傳已久的乾坤老挪移。舉個例子,你去美國旅遊,盡情享受歡樂的時光。同樣的,國內的14億人各幹各的事,時間同步都是一秒一秒的走。再放大一點,你去宇宙旅行,地球上的人同樣各幹各的,時間還是一秒一秒的走。不會因為你學會了曠世絕學而時間停止或倒退。你回到地球不會出現你還年紀輕輕,而當時和你同齡的地球人卻好像瞬間老了幾十歲甚至已經過了幾百上千年。時間是很奇妙的,大家都一樣。如果想出現不一樣或出現誤差的時間,只能進入黑洞旅行。黑洞的視界時空曲折損耗率是0.007%。什麼意思呢,就是你和幾個朋友在黑洞視界打麻將,同時直播給地球上的人看,地球上的人死了三遍了,你們才打了四圈。長生不老?不是,人的肉體決定了不可能長生不老,只是大家所處時空曲折損耗率不同。就跟我們把手慢慢放進水裡,會發現手是變彎再到變直,其實手還是那隻手。


佈雷斯塔克


最近正好學習了一下相對論,試著回答問題練練手,不對的地方請包涵。

之所以叫相對論,所有的前提都是需要有參考系。文中只說了一分鐘,沒有說是以離開的物體為準還是以地球係為準。那就分別來說說

首先需要有個假設,光速出發不存在加速世界,否則又要一堆參數

如果以離開的物體作為參考系,那麼相對論原理,以光速前進,他的時間為0,也就是說一分鐘可以到無窮遠,換句話說永遠到不了一分鐘,自然無法返回。

以地球為參考系,離開一分鐘返回還是一分鐘,一共兩分鐘。

不知道我說的有沒有明白?

其實題主更應該說以0.9C的速度離開一分鐘,這樣回答更有意思!



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