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如果30歲的宇航員乘坐光速飛船飛出150個地球年,再回到地球會是多少歲?

網(wǎng)友解答: 要想搞清楚這個問題,首先我們需要知道什么是光速。你可能說:這還不簡單,光速嘛,就是光的速度,每秒鐘30萬公里。實際上,根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論,光速是指“所有無質(zhì)量粒子和相關(guān)

網(wǎng)友解答: 要想搞清楚這個問題,首先我們需要知道什么是光速。

你可能說:這還不簡單,光速嘛,就是光的速度,每秒鐘30萬公里。

實際上,根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論,光速是指“所有無質(zhì)量粒子和相關(guān)場的變化在真空中傳播的速度”。一般而言,光速是一個物理常數(shù),它的精確值為 299,792,458米/秒。

(光)

我們需要注意兩點:

一、所有無質(zhì)量粒子和場才能達(dá)到光速。

按照愛因斯坦的理論,任何有質(zhì)量的粒子都是無法達(dá)到光速的,到目前為止,已經(jīng)知道的無質(zhì)量粒子只有光子和膠子,其它全是有質(zhì)量的粒子。膠子又被限制在強(qiáng)子中,從來沒有人觀測到自由的膠子,所以到目前為止宇宙中能達(dá)到光速的粒子只有光子。而其它的粒子如果要達(dá)到光速,它的質(zhì)量都趨向于無窮大,所以狹義相對論認(rèn)為有質(zhì)量的粒子不可能達(dá)到光速。

(愛因斯坦)

二、光速是指在真空中傳播的速度。

我們經(jīng)常說空間站是在真空中飛行,太陽系的行星之間是真空地帶,太陽系與其它星系之間是真空等等。宇宙中有沒有真空?嚴(yán)格地說并沒有。以前我們說地球大氣層的厚度有1000公里,從這個角度來看,在400公里高度軌道上飛行的國際空間站實際還處在大氣層內(nèi)。而最新的觀測結(jié)果更是表明地球大氣層的實際厚度甚至要超過60萬公里,也就是說連月球軌道都還在地球大氣層的包裹之中。

(月球的周圍并非真空,它在地球的大氣中飛行)

同樣的,無論是太陽系還是宇宙間看似一無所有的虛空之中,其實是充斥著各種各樣的物質(zhì),你很難真正找到理想的真空。

了解到上述事實,我們便可以明白:“乘坐光速飛船”這個理想,至少按照愛因斯坦狹義相對論的原理,是不可能實現(xiàn)的了。

(想象中的光速飛行)

如果你說愛因斯坦狹義相對論不一定是對的,那么等于你否認(rèn)了狹義相對論中“時間膨脹”的理論。

這個“時間膨脹”理論認(rèn)為:以光速行進(jìn)的無質(zhì)量粒子不受時間的影響。

“時間膨脹”具體的表述是這樣的:對于慣性參考系中的觀察者,將測量相對于他移動的時鐘,以比在其參考系中靜止的時鐘更慢。

這種情況有時被稱為特殊相對論時間膨脹。相對速度越快,彼此之間的時間膨脹越大,隨著接近光速(299,792,458 m / s),時間達(dá)到零。這導(dǎo)致以光速行進(jìn)的無質(zhì)量粒子不受時間的影響。

(對于藍(lán)色時鐘的本地慣性參照系,運動中的紅色時鐘被認(rèn)為是更慢的)請注意,這里強(qiáng)調(diào)的是“以光速行進(jìn)的無質(zhì)量粒子不受時間的影響”。無論是人類的宇宙飛船或是人類本身都不是無質(zhì)量粒子,所以一方面人類不能達(dá)到光速,即便是人類能以接近光速的速度飛行,狹義相對論關(guān)于時間膨脹的表述也許適用于無質(zhì)量的粒子,但它是否適用于人類或其它有質(zhì)量的物體,這還是個未知數(shù)。因為相對論不認(rèn)為有質(zhì)量的粒子可以達(dá)到光速。

現(xiàn)在,我們將相對論拋到一邊,假設(shè)一個宇航員真的呆在一艘光速飛行的宇宙飛船之中。他的時間真的能停止嗎?

如果時間停止,是否意味著他的心臟停止了跳動、思維停止了運轉(zhuǎn)、一切生命活動中止、甚至組成他肌體的所有粒子都被停止的時間“凍結(jié)”了呢?

(飛船)

如果是,那代表他已經(jīng)死了,并且他處于絕對零度的狀態(tài)。

如果不是,那么這位宇航員一定會跟在地球上一樣在不斷衰老,150年后他要是還能幸運地走下飛船,那么他的年齡會是180歲。

你覺得他能活到180歲嗎?

網(wǎng)友解答:

假如一宇航員30歲飛出,他于光速飛行了150年。據(jù)聽說速度到達(dá)光速時間就會停止,那他還是30歲吧!

假如他臨行前有個兒子,回來時,它的玄孫已40歲了。

他30歲,他玄孫40歲。請問他和他的玄孫哪一個大?后來他和他的玄孫聊天,說150年前的事情怎么樣怎么樣!他玄孫說:去你大爺?shù)陌?!你?0歲,怎么知道150年前的事呢?到天上去幾年,你搞什么幺蛾子,是不是把地球人都當(dāng)腦殘了?

我們知道速度是相對的,如果把飛船看做是禁止的,地球就是以光速在飛行,這賬又該怎么算?

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