不考慮相對論,假設我在光速飛船裡,100光年要多久到?

Laura-wei


如果不考慮相對論,而且假設確實存在光速飛船,你在光速飛船裡飛行100光年的距離要多久?

答案很明顯:100年,這是小學生都會計算的問題,距離除以速度。就相當於:你以1米每秒的速度行走,100米的距離你需要多久才能走完呢?兩者是同樣的問題。

這種問題其實就是用了牛頓的絕對時空觀,時間和空間都是絕對的,不會因為參照物和運動等變化而變化,你眼裡的時間和空間在其他眼裡都是一樣的。

當然,這只是理論上分析,如果考慮到宇宙一直在超光速膨脹,結果就不會是100年了,不過這屬於多慮了,也沒有必要因為宇宙膨脹來質疑問題的合理性。

事實上,不考慮相對論的前提是沒有意義的,相對論效應是確實存在的,在我們生活中無處不在,怎麼能不考慮相對論呢?

在相對論效應下,會出現非常明顯的時間膨脹效應和尺縮效應,你在光速飛船裡,意味著任何浩瀚的距離在你眼裡都是近在咫尺(尺縮效應),也就是說你能在瞬間跨越任何浩瀚的距離,甚至可以瞬間跨越整個宇宙,理論上確實是可以做到的。

比如說,我們通常所說的比鄰星距離地球4.3光年,這裡的“4.3光年”是對於地球上的人類來說的,如果你坐在光速飛船裡從地球出發,比鄰星就不會有4.3光年距離,而是就在你眼前,你可以瞬間到達那裡!

千萬別用牛頓的絕對時空觀思考上面的問題,你會瘋掉!


宇宙探索


如果不考慮相對論,那就是按照經典牛頓力學的理論來處理。你在光速飛船裡,最簡單的理解,就是你跟飛船一起,以光速運行。兩地相隔100光年,也就是以光的速度要走100年。你和飛船一起以光速飛行,那自然是花100年到達。

不考慮相對論,也就不考慮時間在接近光速時的變化。這100年無論是飛船中的你,還是飛船外的人看來,都是一樣的。只要壽命延續沒問題,你就能用100年時間達到目的地,飛船外的觀測結果也是這樣的。

但既然是光速飛船,怎麼可能不考慮相對論呢?相對論就是在光速級別來討論才有意義啊。而一考慮相對論,情況就複雜一些了。

外界看來,你還是得花100年。當然,由於所謂的光速飛船實際上不可能達到100%光速,嚴格地說,你花的時間至少在100年以上。這是外界觀測的結果。

但對於身在飛船中的你看來,完全不需要這麼長的時間。根據相對論,飛船越是接近光速,飛船上的你所經歷的時間就越緩慢,這就是鐘慢效應。飛船外100年過去了,可能你在飛船上感覺就是睡了一覺的時間而已。

這一覺不是百年沉睡,而是切切實實的日常休息。至於休息多久,是幾年的冬眠,還是一個晚上的睡眠,或者一個小時的小憩,完全取決於你的飛船的實際速度。根據相對論,鐘慢效應並不只是一種“感覺”,而是高速運動系裡的真實存在。在光速這堵牢不可破的壁壘前,時間跟速度緊密相連。誰跑得更快,誰就能贏得更多時間——時間會為你放慢腳步。理論上,假如你能達到100%的光速,你就戰勝了時間,時間將為你永遠停駐。

當然,這種情況還是很難想象。當時間真的停止時,飛船中的人到底以何種方式存在呢?因為時間停駐而永生?身體的所有細胞都得光速同步運動才可以吧?但既然細胞還在運動,人是不是就繼續新陳代謝呢?那怎麼可能不衰老呢?再者,時間停止了,到底是感覺自己如上帝如佛祖一般身隨意動,瞬間能到達任何想到達的所在,還是感覺時間漫漫永無休止?

或者,最確切的說法時,真到了那種程度,“時間”這個概念不存在了,人體關於時間的感覺也不存在,這是一種全新的體驗,到底是怎樣的,就像人從三維空間進入四維空間,未經體驗實在說不出來,就算體驗了也還是說不出來——因為在人類現有的思維概念和語言描述中,就不存在“沒有時間”這種體驗。

好在,這一切哪怕是假設,也被相對論證明是不可能的——始終不敗的相對論啊——根據相對論,你的飛船隻能無限接近光速,但永遠不可能真正達到光速。所以,這個“沒有時間”到底是怎樣的感覺,也不用費心去想了。

總之,你坐在飛船裡,以接近光速的高速飛行。速度越快,時間在你身上流逝就越慢。但再慢也還是會一點點流逝的,最多讓你成為一個老神仙,外面的時間過了千年萬年,你還是永遠不變的年輕容顏——變是肯定變了的,只不過這一點點的變化不容易看出而已。

言歸正傳,到底坐著光速飛船,要花多長時間飛過100光年的距離?在飛船外的觀測者來說,最少100年以上,最快也就是差不多100年。而對於飛船中的你自己,也許是幾十年,也許是幾個月,也許是幾天,也許是幾小時,取決於你的飛船到底有多接近光速。具體的計算可以看這個公式:

這就是用來協調牛頓和愛因斯坦理論的洛倫茲變換,為了回答這個問題,我臨時惡補了一下,加上了自己的標註。也拿幾個具體數字算了一下,結果是:

如果你的飛船速度是光速的一半,在外界觀測者看來你花了大概200年到達目的地,而在你看來你花了大概173.2年到達目的地;

如果你的飛船速度是光速的90%,在外界觀測者看來你花了大概111年到達目的地,而在你看來你花了大概48.4年到達目的地;

如果你的飛船速度是光速的99%,在外界觀測者看來你花了大概101年到達目的地,而在你看來你花了大概14.3年到達目的地;

如果你的飛船速度是光速的99.99%,在外界觀測者看來你花了大概100.01年到達目的地,而在你看來你花了大概1.4年到達目的地;

如果你的飛船速度是光速的99.9999%,在外界觀測者看來你花了大概100.0001年到達目的地,而在你看來你花了大概0.14年到達目的地。

當然,如果你的飛船速度完全達到100%光速,在你看來,你花了大概……算不出來,因為這時會出現除數為0的情況,我們知道,在數學上除數是不能為0的。所以,從這個式子也可以看出來,你的飛船不可能達到100%光速。

以上的計算只是為了大致說明高速運動時時間和速度的關係,不一定準確,我沒驗算。大概就這樣吧。

參見之前的相關問答:

《小說裡面,為什麼程心和關一帆從灰星迴到藍星用了16天?》

《有沒有人可以簡單的說明一下3:死神永生>中的多維碎塊?》

以上是頭條號“海闊天空詩酒花”的回答。歡迎在今日頭條APP關注“海闊天空詩酒花”,圖文、問答、視頻,海闊天空隨便聊。


海闊天空詩酒花


測出100光年距離的那個人看你需要100年到。


TonyDeng


首先時間是可以縮短和延長的。我們美好的傳說天上一日,地上一年。起初科學家都覺得是古人的美好想象。

就幹了這麼一個事兒,把一個原子鐘,發射到了太空。這玩意兒是非常精確的。想證明的就是時間的一致性,在地球上和地球外時間是一樣的。

但是呢,這原子鐘的時間在上天后確實縮短了一點點,雖然非常非常小,但對於天文學來講,那就說明時間的的確確是可以不統一的。

如果距離足夠遠,空間足夠大,這種天上一日,地上一年的說法還有點意思。

100光年,按照字面就是光速前進100年的時間。你的光速飛船是實實在在需要100年。當然這只是理論上的。

但是由於速度越快,對空間也會造成壓縮,拉扯,甚至撕裂,就像你快速跑過去,也會帶起一陣風一樣。

在這樣的機制下,你就可以像穿褲子一樣,先把褲子捲起來,然後穿過去。所以如果要去100光年外,壓縮時空才是最容易的辦法。

如果硬要坐什麼光速飛船,那就至少要100年。


九門提督坎震離


沒有光速機!達到光速的三分之一物體就化成灰了!100年回不來了,你早死了!


胡建良7


第一,你在光速飛船裡先考慮能不能活下來。

第二,光速下,時間空間都已經與常規物理下變得不一樣,無法用我們常規的算法來計算了。

相對論也只是解釋目前物理學難題的一種方法,並非是宇宙運營的本質。


三觀猶在的江湖


考慮不考慮都是100年到!你要去做什麼?


羅次老不死


笨蛋,當然是100年咯[打臉][靈光一閃][我想靜靜][淚奔][笑哭][捂臉][大笑][呲牙]


君子65646134


顧名思義,100光年就是光走100年的距離,所以如果你在光速飛船裡,需要100年的時間才能到。


民沛地理


不能不考慮,時間就是相對的。


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