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楼主 | 收藏 | 举报 2018-05-18 22:01   浏览:444   回复:0

宇航员以光速离开地球100年,走时30岁

宇航员以光速离开地球100年,走时30岁,回到地球他还是30岁吗?

宇航员以光速离开地球100年,走时30岁,回到地球他还是30岁吗? 物理学上时间是指一个周期性事件的发生次数的计数,比如现在标准使用的是铯原子的振动次数(严格一点说是其原子基态能级越阶的辐射周期)。地球年对应的就是一年里铯原子的振动次数。

相对论说的是如果我们达到光速,那么所谓光记录的东西将会和我们保持相对静止,相当于时间静止。比如一个人被杀的景象以光速传播,我们速度达到光速朝一个方向飞行,那么我们和这个景象是平行移动的,那么我们一直看到那个杀人的景象,这就是所谓的时间静止。

考虑到相对论效应。首先一点,宇航员的速度只可能低于光速c。另外一点,如果宇航员以恒定速度v相对于地球运动,由于参照系发生了变化,宇航员所经历的时间不再与地球人同步,假设宇航员以光速86.6%的速度离开地球,在太空中飞行100年后返回地球。

如果这100年是宇航员所经历的时间,那么,当他回到地球时,他的年龄当然就是130岁(如果还活着的话),而地球上已经过去了200年。如果这100年是地球人所经历的时间,那么,当宇航员回到地球时,由于他的飞行时间是50年,所以他的实际年龄只有80岁。如果越接近光速,宇航员和地球人所经历的时间长短差异就越大,计算方法是一样的。

如果是地球时钟上100年,假定飞船为光速的0.99倍,那么返回时飞船上的一切物质,包括铯原子都只经过了大约1/7的周期次数,也就是说大概过了14年(宇航员的自我感知也只有14年,也就是44岁),如果飞船是0.9999倍光速,那宇航员只经历了1.4年,也就是不到31岁半,如果飞船是0.999999倍光速,那宇航员和飞船时钟都只感知了52天的时间,如果飞船速度进一步接近光速,宇航员的时间会一直减少,仿佛一出门就回家了,尽管家里已经过去100年。

如果是飞船上时钟经过100年,那宇航员当然就过了100岁,就是130岁呀(算你长寿)。不过回到地球时可就沧海桑田了,飞船0.99倍光速还好,地球过了七百年,0.999999光速地球就是七万年了,速度再一直高上去,回来时地球甚至太阳系可能已经不存在了。

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