如果以光速离开地面一分钟,马上返回,到达地面后,地球上过了多久?

南宅村人-兜爹


如果以光速离开地面一分钟,马上返回,到达地面后,地球上过了多久?

尽管对于还记得狭义相对论的大部分朋友来讲,理解这样的问题并不难,甚至还觉得太幼稚;但有很多坚持己见或者比较固执的朋友仍然认为这就是无稽之谈,一分钟就是一分钟,怎么也跑不出两分钟来.....

其实这确实是无稽之谈,因为我们无法达到光速,因此在不可能的条件下讨论可能的事情是无稽之谈不?但很多科学问题是可以在假定达到某些条件下来讨论的,这并不影响结果的严谨性,因为在这个讨论过程中所用到的科学知识却是其他各种现实条件上得出来的结论!

光速离开一分钟,这里有两个概念,一是观测者看来一分钟,二是光速乘客的一分钟,这两个一分钟是完全不同的结果!观测者的一分钟就是一分钟,够你一泡尿的时间!但光速乘客的一分钟却很有趣了,因为光速下时间的停滞会让这一分钟变得无穷漫长!即使这艘光速飞船走遍宇宙再回到地球,模样也如刚刚出发的时刻,送行的朋友还在挥手,甚至手都还没收回来.......

其实光速达不到,但只要极其接近光速就能达到穿越时空的目的,比如99.999999%的光速下,时间交换比为7071倍,即:飞船上一分钟相当于观测者的7071分钟(4.91天),在飞船上轻松度过一天即可穿越到接近20年之后的未来......你不期待吗?

但事实上也许我们未来真的能实现跨越光年的曲速旅行,但可以肯定的是我们可能永远都无法实现光速甚至接近光速的旅行,因为这必须在绝对纯净的真空中才有可能,否则即使撞上星际尘埃也能毁掉一艘飞船......真想制造防护罩?

这似乎是个不错的想法,但这个能量十分恐怖,0.9C的速度下,1g的微陨石相当于8699吨TNT的能量,而这个能量释放在飞船的防护罩上,其实也释放在整个飞船的承力结构上!

最终的结果就是飞船出现故障差点挂了!!


星辰大海路上的种花家


关于这个问题,就是涉及到相对论所说的相对时空观,即不同的参照系拥有不同的时间和空间尺度,一个参照系所认为的时间和空间尺度不会与另一个参照系完全一致。在谈论时间和空间之时,一定要明确这是从哪个参照系看来。在这个问题中,一个参照系是地球系,还有一个是相对于地球高速运动的参照系,姑且认为是飞船系。

另一方面,宇宙中并不存在光速参照系,这意味着一切有静质量的物体都不能以光速运动。因此,这个问题的前提是飞船只能以亚光速运动,其速度并不能达到光速。基于这样的前提条件,根据相对论的钟慢效应,可以得到飞船系的时间ΔT和地球系时间Δt的联系:

其中v是飞船相对于地球的速度,c是光速。

如果飞船以非常接近光速(比如0.999…999c)的速度离开地面一分钟,如上所述,这个一分钟时间从不同参照系测出来,将会得出不同的结论。如果这个一分钟的时间是相对于地球系,那么,地球上的时间过去就是两分钟,而根据上式估算可知,飞船上的时间则只是过了一瞬间。

然而,如果这个一分钟的时间是相对于飞船系,那么,飞船上的时间过去就是两分钟,而根据上式估算可知,地球上早已是沧海桑田,时间将会过去非常久远。举个例子,如果飞船时间过两分钟,飞船的速度为0.99999976c,那么地球时间将会过两天;如果飞船的速度为0.9999999999982c,那么地球时间将会过两年。基于这样的事实,一个人在有生之年内可以飞过非常遥远的距离,从而实现真正的星际航行。


火星一号



有质量的物体是不能达到光速的,不管是人还是宇宙飞船都不能达到光速,因为速度越快质量越大,加速所需的能量也会越大,如果加速到光速的话就需要无限大的能量才行。

但是题主所既然都说了以光速离开地面一分钟了,那么就来计算一下这一分钟:光速是每秒三十万公里,一分钟也就是一千八百万公里,这个距离可以往返月球三十八次,但是这一千八百万公里其实并不远,大约是地日距离的八分之一,但是重点不在飞行距离上,而是光速飞行时地面时间的流逝速度。

提到光速就不能不提爱因斯坦的时间膨胀效应,也就是速度越快时间越慢,现在的卫星都在高速飞行中,所以卫星上的表要比地球上的表走的慢一丢丢。

卫星的速度只有每秒几公里,但是当一个人接近光速的时候,他的时间在地面到观测者看来就会变慢,如果这个人达到光速,那么在地面到人看来这个人就是静止状态。但是这不代表光速飞行时人可以永葆青春,事实上你在光速飞行时,你在飞船上的时间还是正常流失的,飞几十年你一样会老死。

以光速离开一分钟再飞回来,也就是说一共光速飞了两分钟,以光速的99.999999%飞7年然后回到地球,地球上的时间已经过了五万年了。


宇宙探索未解之迷


光一秒走30万公里,一分钟就是1800万公里。

若是返回地球,起先会依照第四宇宙速度110公里每秒进入银河系,然后减速为第三宇宙速度16.7公里每秒进入太阳系,再依11.2公里每秒进入地球轨道,然后以7.9公里每秒进入大气层,最后以火苗的形式化为一缕青烟。

至于地球会过去多久,与此没有关系。


郑雷雄


一个简单的道理可以回答

我和老婆结婚

2010年,那时候走乡道,租个车,单边要花5个小时。800块车费,生活费算起要1500元,基本上头天就要出发,第二天回来。

2014年,高速通车后,租个车,单边只要1小时50分,车费加生活费800元。早上六点出发,可以过去吃早饭。

2015年,我自己买车了,单边,七点出发,尽管还是1小时50分,可只花了300块。而且生活费就在岳母家吃。而且一个上午就可以跑两个来回。

如果现在以光速,到岳母家,那么无非就一秒种就过去了。饭好了打个电话就过去了。吃了饭就回来了。或者说,他家和我家就只能算客厅和厨房的区别了。


春风花雨


光速飞行一分钟,已经超出了现有的物理学理论。相对论虽然是研究高速运动物体状态的理论,但是其仅仅限于低于光速时的状态。一旦物体运动速度达到光速,相对论就失去了效应。所以,关于达到光速运动时时间如何流逝,我们只能够猜测一下。



一、以曲速引擎实现超光速

如果利用曲速引擎实现空气的压缩、伸展来进行光速飞行,则不用考虑相对论时间膨胀效应。就是说不论我们飞行多久,我们的时间都是和地球同步的。故而我们以光速飞行一分钟,回到地球后地球也仅仅只过了一分钟。



二、达到光速已经脱离了时空,可以选择任意时间点返回地球。

爱因斯坦认为有质量物体无法达到光速,因为要实现光速飞行,物体的质量会变得无穷大。其实,换个角度我们可以想一想,既然我们的宇宙只允许有质量物体接近光速而无法达到,是否意味着我们只要达到光速就会脱离我们所在的时空,进入到高维空间呢?就像是电影中男主角库珀进入黑洞之后,发现自己来到了一个超四维空间,里面时间是可视化的。那么我们达到光速后,或许也会进入一个这种四维的时空,里面时间是可视化的。所以,进入之后我们想再出来,可以随意选择一个时间点出来。但这个时间点一定是在我们进去之后的时间点。



当然了,以上仅仅是猜测,只有我们以后真的达到光速了才知道实际结果。各位认为呢?


科学探秘频道


问题中的“一分钟”应该是乘坐飞船光速飞行的人的分钟,因为如果是地球上的一分钟,问题就没有讨论的必要了,就是过去了一分钟!

但是问题本身还是不太严谨的,一是无论如何我们不可能乘坐飞船字光速飞行,这违反了大自然法则,而是假设你能以光速飞行并能够存活下来,无论如何你都回不到地球了,因为即使对于你来说只过去了一分钟,地球上已经过去了无限久!

这就是爱因斯坦狭义相对论中“时间膨胀原理”的具体表现形式!

速度越快,时间流逝就相对越慢。假设能以光速飞行,时间就停止了。当然这里的“停止”并不是绝对的,而是相对的。

也就是说你的时间相对地球停止不动了,或者说地球上的人如果能看见你,你在他们眼里就是静止的。但实际上你自己完全感觉不到时间静止,你的生活与在地球上的生活并没有很大的区别,比如说在地球上你吃饭用10分钟时间,在光速飞行的飞船上,你吃饭仍旧用10分钟时间!

所以说,以光速飞行的你不管飞行了多长时间,哪怕就是一秒甚至更短,地球上的时间已经过去了无限长时间,这也意味着地球已经不复存在,你再也回不到地球了!

不到回不到地球,你连所在的宇宙也回不去了,但你本身又属于宇宙的一部分!所以你必须呆在宇宙里,结果就是你不可能以光速飞行!


宇宙探索


不能以光速运动。。。。。。。

回答之前先降一下速吧,不然理论不支持,没法讨论,降到无限接近光速吧。



首先要看这一分钟是离开者的一分钟还是地球的一分钟。如果是地球的一分钟那问题就很简单了,忽略加减速时间,飞出去一分后返回地球当然就是过去两分钟咯。(◔◡◔)一点难度也没有。

不过我知道你一定不是问这么简单的问题。那么说的就是离开者的时间了,由于时间膨胀效应,无限接近光速飞出去一分钟,就相当于地球的无限长时间了,也就是说回来的时候地球已经世事变迁沧海桑田了,而且由于宇宙的膨胀,很可能你都飞不回来了(◔◡◔)

t'是计算膨胀后相对时间的,t是你那1分钟,加上返程就是两分钟咯,当速度v无限接近光速时,分母就变得无穷小,t的倍数就会变得无穷大了。(◍•ᴗ•◍)


星宇飘零2099


这种问题在悟空问答上我的确看到了不少,而且也回答了不少,但是在我看来问这种问题是没有什么意义的,如果都能跑得跟光一样快了,那么时间的概念就不存在了。


为什么这么说呢?这里有一个相对论成立的前提,那就是光速是宇宙中最快的速度,光速不可逾越,一切有静质量的物体都不可能被加速到光速。当一个物体速度无限接近光速的时候,其质量将会变得无限大,再加速将会需要无限的能量,在理论上来说就是不可被无限加速的,可以无限接近光速,但是永远也到不了。

我这么说绝对不是自我臆想,光速不可超越已经得到了大量的实验证实,科学家在用回旋加速器加速电子的时候,发现无论把加速器的半径做到多大,无论电压加到多高,电子的速度就是不可以达到光速。相对论的时间膨胀效应简单来说就是如果一个人坐在一艘速度非常快的飞船上,那么他的时间在外人看来将会变得更慢,反过来讲,他的一分钟,对于地球上的人来说可能是一小时、一天、一年甚至是更长的时间。速度越接近光速,这个差距就会越大,举个例子,有一个以光速99%飞行的宇宙飞船,上面的宇航员看着他的手表过了一年的时间,但对于地球上的人来说,却是七年!


题目中所说的一分钟当然是对于飞船上的人来说的。古人有言:“洞中方一日,世上已千年。”这就很好的描述了所处物理环境的不同带来的时间量度的不同,一般来讲,在光速以下,这个时间差距是可以被精确计算的,但是一旦速度达到光速,那就无法计算了。这是一个很难以理解的概念,为什么速度就不能达到光速呢?我不知道,我只知道反正对于光来讲,是没有时间概念的。

如果这个时间是地球上的时间,那么这个问题就很简单了,出发一分钟,回来也是一分钟,加起来就是两分钟。但是如果是飞船上的一分钟,那问题的答案就不确定了,而且准确来说,飞船上没有时间概念的,所以很有可能刚一出发就回来了,出发和回来完全是同时的,但是也有另外的情况,那就是出发了好久也不见回来,至于什么时候回来,或许一天,或许一年,或许直到宇宙毁灭的时候还没有回来,谁叫地球上的再长或者是再短的时间对于他来说都没有区别呢?


镜像宇宙


不厌其烦的邀请,不厌其烦的回答。

光速的问题深受大多数人喜爱,但是还是要声明爱因斯坦的狭义相对论中准确的描述是:有静止质量的物质达不到光速;信息的传递速度不能超光速。

假如离开地面的是飞船,那么这个一分钟应该指的是飞船这个参考系中的时间。因为如果指的是地球上的一分钟,那么这个提问就没有意义了,地球上就过了一分钟而已。



因为根据爱因斯言狭义相对论的时间膨胀效应,物体的运动速度会影响这个物体的时间流逝速度,运动速度越快时间过得越慢,当无限接近于光速运动后,他的时间流逝速度无限接近于零,几乎停止。那么这个飞船内的一分钟,地球上千年万年可能就过去了,再返回后已经是沧海桑田了。

这个结论其实很好理解,时间不再是绝对的了,跟运动速度和引力大小都扯上了关系,例如光子的速度为光速,它的时间不流逝。这也可能是光子如果不被吸收或者转化将永恒存在的原因。


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