以光速前進,多久可以到火星?有哪些相關的科學依據?

韓聖劍


如果僅僅考慮到數學上的可能性,問題並不難,上過小學就可以算出來,路程除以速度就可以了!

速度是光速,那麼路程呢?

地球與火星的距離並不是固定的,因為兩者都圍繞著太陽公轉,但是公轉的速度並不一致,這就造成了地球火星有時候位於太陽的同側,有時候位於太陽兩側,兩者距離會相差很大!

最短距離大約5500萬公里,而最遠時可以達到4億公里,用這個距離除以光速可以得出,地球到達火星最短需要183秒,最長需要1333秒!

不過這個時間只是理論上的數學分析,實際上不可能實現,因為沒有任何物體的速度能到達到光速。而且當速度達到亞光速時,時間膨脹效應和尺縮效應就會非常明顯!

假設可以達到光速,上面的183秒和1333秒也只是地球上的人看到的飛行時間。而對於以光速飛行的人來說,根本不需要任何時間就能到達火星,因為光速飛行意味著時間膨脹達到了無窮大,尺縮效應也無窮大,在光速飛行的瞬間,地球與火星的距離變為零!(當然這是對於光速飛行的飛船裡的人來說)

說白了,光速飛行是所處的時空已經與地球上完全不同,當然不能用我們地球上的時空概念區衡量飛船上的時空!


宇宙探索


火星是太陽系內由內而外排列的第四顆行星,在夜晚的天空可以看到如圖所示的火星發出的光,質量約為地球的11%,而直徑則為地球的53%,但是其自轉週期卻和地球極為相似,由於火星基本上是沙漠行星,地表沙丘遍佈,當然也沒有液態水,在赤鐵礦的作用下,地表呈現橘紅色,因此在古代就把火星稱作“熒惑星”;


即使是這樣,火星還是被稱作地球的兄弟行星,但是火星與地球的距離還是太過遙遠,2003年6月11日,美國發射勇氣號火星探測器,直道2004年2月4日,該探測器才成功地在火星表面著陸,差不多在地球與火星之間飛了8個月,而火星與地球之間最近的距離是55000000千米,由於在太空中沒有阻力,以飛行器的速度來飛行都要飛8個月,可見距離之遠。


但是如果讓光來飛行的話,情況可能有所改善,光在真空中的速度是300000000米每秒,用千米每小時表示就是1079252848千米每小時,經過計算可以知道光到達火星的時間約是0.05小時,也就是需要花約三分鐘的時間才能到達火星。

這個數據就說明,如果宇航員到達火星的話,地球上發送給宇航員的指令需要三分鐘後才能進入宇航員的通訊設備,還有一個有趣的現象就是,如果人類能夠移民火星,且地球在外來的攻擊下突然爆炸,那麼我們在火星上要經過三分鐘後才能看見地球毀滅時的樣子。


恆星之力



因為地球、火星都是時時刻刻繞著太陽轉的,所以兩者的位置距離是動態的,因此下面羅列了一些軌道數據

地球:

近日點147,098,074 km(0.983 289 891 2 AU)約為1.471億公里

遠日點152,097,701 km(1.016 710 333 5 AU)約為1.521億公里

半長軸149,597,887.5 km(1.000 000 112 4 AU)約為1.5億公里

火星:

近日點2.066 2×10^8 km(1.381 AU)約為2.07億公里

遠日點2.492 3×10^8 km(1.666 AU)約為2.49億公里

半長軸2.279 366 4×10^8 km(1.523 662 31 AU)約為2.28億公里

從上面數據來看:

地球和火星最近的距離可以達到5500萬公里

最遠距離可以達到4億公里


以光速每秒30萬公里計算,從地球到火星的時間範圍是3分鐘到22分鐘之間

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賽先生科普


這不是太簡單了嗎?

要算出地球以光速到達火星要多久,只要先算出地球跟火星之間的距離,再用速度公式就能求得。

火星與地球的距離天文學家已經測出最近是5500萬千米,最遠的距離超4億千米,光速是3×10⁸km/s。

現在不是小學生都能算得出來。由公式t=S/V,可求出地球到火星最近距離的5500萬千米只需約1.83秒;最遠距離4億千米約13.33秒。


火星與地球的距離每年都在發生變化,近地距離約15年出現一次。1988年火星的近地距離只有5880萬千米,2018年美國近地距離只有5760萬千米。

但問題來了火星的距離上怎麼測算出來的呢?


弄潮科學


在宇宙中恆星和恆星之間的距離都以光年計,這是因為它們之間距離遙遠。而在太陽系以內,距離是以天文單位來計算。

一個天文單位為太陽到地球的平均距離,約1.5億公里,因此地球到太陽的平均距離就是一個天文單位。

火星到太陽的平均距離是1.52個天文單位,也就是2.28億公里,減去地球1.5億公里,火星與地球平均距離0.78億公里。

光速每秒為約30萬公里,一定要以光速來算,太陽到地球的光要走約500秒,所以距離就為8.33光分,一般稱為日地距離8光分;地球到火星的距離呢,光速只要260秒,所以就是4.33光分。

因火星軌道與地球軌道相互運行產生的差距,火星距離地球最近時5500萬公里,最遠時4億公里,這樣就能得出最近時地球到達火星需要183.3秒鐘,最遠時1333.3秒鐘。

在這個宇宙中,不可能有達到光速的宇宙飛船,所有所謂光速到達這裡到達那裡都是一種假設。

而這種假設並沒有考慮開始加速和到達前減速的時間,距離火星這麼近還沒來得及加速到光速就到了,甚至連減速的時間也沒有,所以完全就是個無稽之談。

這就是時空通訊的回答,歡迎點評討論。


時空通訊


以光速前進,多久可以到火星?有哪些相關的科學依據?

這個計算很簡單,首先要確定地火之間的距離,因為地球與火星之間的距離會隨著公轉不同位置而變化,請看下圖

我們就按今年大沖時5759萬千米計算吧......

光速取值:299792458米/秒

T=5759萬千米/299792458米/秒(m/s)=192.1S

以光的速度只要192.1S即可到達,但這是我們地球上或者火星上觀測者的時間,而對於飛船乘客看來他們無需時間,因為他們的時間處於停滯狀態,無論走多遠都一樣!

但光速是不可能到達的,質增要效應下的飛船質量會趨向於無窮大,而沒有什麼發動機可以將無窮大質量的飛船再加速1M!那麼我們來算算如果達到光速的99%,那麼去火星要多少時間呢?

鐘慢效應公式,接近光速的時間計算方式

T=192.1*0.99*√1-0.99^2=27.4S

99%的光速下,飛船乘員約需要27.4S時間才能到達火星,那麼我們在地球上看起來要多久呢?

T=192.1/0.99=194S

在我們地球或者火星的觀測看來,他們約需要194S才能到達火星!

即使這樣我們也無法達到,我們現在的極速努力一下大概可以到達30KM每秒,那麼需要多久呢?

T=5759萬千米/30千米/秒=22.22天左右,前提是火星在那裡不動,要不然可能需要30天或者更久......

一個頂點為火星軌道的大橢圓軌道,如果錯過,那麼需要再環繞一圈後重新回合......所以火星入軌時操作必須精確,否則就完蛋了!


星辰大海路上的種花家


火星距離地球最近時只有5500萬公里,所以就按照最近時的距離來算。

光速=300000km/s,路程除以速度得到時間,時間t≈183.3秒。

這裡計算的是,光線從地球這裡到達火星,地球所經歷的時間,但是總不可能騎著光線去火星吧。

光速飛行器?

NO,不存在的。

一切有靜質量的物體不能達到光速,靜質量就是指,物體在相對你靜止時,你測定它的質量即為靜止質量。顯然,飛船具有靜質量,而且很龐大,所以,按照相關的科學依據來看的話,這道題就變得無法回答了。

但是,聰明如我,我一下子就猜中了問題的本意,題主可能是想問時間膨脹效應吧,也就是時間與運動速度的關係。

設飛船的速度為0.999c(c為光速),5500萬公里約等於3光分。

所以,依據時間膨脹效應,運動中的參考系時間流速變慢,所以,這個開飛船的駕駛者,只在飛船內部經歷了大約8秒鐘的時間,就到了火星了。

那有的人會問了,光速跑過去都得需要183秒,你這飛船比光速還慢呢?怎麼就8秒了。

這就是參考系不同的事情了,剛才的183秒是相對於地球,地球上過去的時間,而飛船的8秒是相對於他自身,駕駛者所經歷的時間。


科學船塢


  首先,火星與地球均各自以特定的速度圍繞太陽公轉,因兩者繞太陽公轉的週期不同,因此,兩者不同時期的真實距離也是不同的。當兩者均在太陽同一側並與太陽成一條直線時的距離最近,相反地,當兩者分別位於太陽不同側且與太陽成一條直線時的距離最遠!

  其次,光速在太空中的速度若為恆定值時,則可以很容易計算出不同時期地球到火星所需要的時間。

  再者,目前對火星的運動規律天文學家們已經掌握得相當準確了,光的速度也清楚了。因此,要計算出從地球到火星的所需時間也是易如反掌的!


彭曉韜


光速,誰知道要多久呢?也許去不到。如果能夠可控的情況下,也許會產生蟲洞啥的,一瞬間就到了呢。目前也沒有任何科學家或者國家實驗實踐過,都是停留在理論階段。反正多久我不知道,以光速走,能不能到也是個問題。另外,即使不是按照光速前進,我們算時間,我覺得應該以我們在飛船上的時間計算吧,速度變快,時間會變慢的呢。


o致橡樹o


相對論表明,如果能達到光速,光速旅行到宇宙中到任何地方都是一瞬間,也就是對於說光子來說,去哪都是一瞬間,沒有過去未來。對於觀察者來說是30萬千米每秒


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