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一个人以光速在宇宙飞行10秒,再返回到地球,家中的父母还在吗?

2021-06-27  共同成长8...

人类一直有一个星际旅行的梦想,不过以人类的技术要想实现星际旅行还很遥远,目前人类飞行速度最快的载人飞机是SR-71侦察机,它的速度为3.3马赫,相当于4000公里每小时;地球大气层内最快的飞行器为X-43(无人机),它的速度为每小时1.15万公里;而在太空中,人类制造出飞行速度最快的飞行器为“帕克”号太阳探测器,它的极限速度为每秒192公里,相当于每小时约70万公里每小时,这是什么概念?如果以帕克号的最快速度飞行,往返地球与月球之间只需要不到3秒钟,从地球飞往火星也仅需78个小时,约3天左右,尽管帕克号探测器的速度很快,但它在宇宙最快的速度光速面前,慢得像蜗牛一样。


“帕克”号太阳探测器

光速目前是公认宇宙所有速度中的极限速度,没有任何速度可以超越光速,它的速度为每秒30万公里,相当于时速10.8亿公里,帕克号的最高速度仅为光速的1534分之一,由此可见人类的速度相对于光速有多慢,人类要想实现星际旅行必须突破光速这个极限,只有突破光速这个障碍,实现超光速飞行才有可能,可是著名的科学家爱因斯坦却说光速是不可能被超越的,比如用他创立的质能方程式E=m(c^2)(E是能量,m是质量,c是速度)进行分析,如果物体的速度达到光速,它的质量也将达到无穷大,一件物体的质量变得无穷大,那么在我们认知的世界里面,就没有任何能量可以为这个物体提供加速度了。


爱因斯坦质能方程式

所以物体是不可能达到光速的,至少以目前人类建立的科学体系和物理知识,光速是不可超越。

不过爱因斯坦对于光速也给出了一个极具诱惑力的预言,如果人类能够达到光速,就可以让时间停止,超越光速就可以让时间倒流,这就是著名的时间膨胀理论,该理论认为,速度越快时间就越慢,速度达到光速时间就停止,速度超越光速时间就倒流,这个理论让我们知道了速度与时间存在密切关系,有人知道时间膨胀理论之后,就提出这样一个问题,既然光速飞行可以让时间停止,那么如果一个人以光速在宇宙中飞行10秒,然后再返回地球,那么他家里的父母还活在这个世界上吗?


光速飞船想象图

要想知道答案,我们就要知道光速的“膨胀倍数”,所谓光速的膨胀倍数是指物体以光速飞行的时候,物体本身的时间流逝速度比普通流逝速度慢多少倍,利用时间膨胀理论可以判断,当物体的速度越接近光速的时候,它的膨胀倍数就越大,科学家还精确计算出时间的膨胀倍数,当物体以光速飞行的时候,它的时间膨胀倍数为700倍,如何理解这个结论呢?


时间膨胀理论认为速度越快时间越慢

很简单,如果一个人驾驶光速飞船在宇宙中飞行,飞船内的时间过了1秒钟,地球上的时间已经过了700秒,也就是光速飞船以光速飞行时与地球形成的时间膨胀倍数为1:700,由此我们可以得出一个结论,当一个人驾驶光速飞船在宇宙中飞行10秒,然后在以光速返回地球需要的10秒,飞船内的时间总共流逝20秒钟,根据时间膨胀倍数1:700,由此可以知道地球上的时间过去了14000秒,相当于3.9个小时,如此短的时间家里的人肯定还活着,所以他是可以看见家人的,那么那个人驾驶光速飞船在宇宙中以光速飞行多久,他的家人才会去世呢?


光速飞行,飞船内时间流逝会变慢

假设驾驶光速飞船的人年龄是20岁,他的父母年龄为40岁,然后他的父母都能够获得100岁,也就是说他的父母还剩下60年的寿命,把年的单位转化为小时,也就是只剩下53万小时(1年8760小时),根据时间膨胀倍数1:700的倍数计算,地球上流逝53万小时,那么光速飞船内的流逝时间为53万小时÷700=757个小时,再把小时的时间转化为天,757个小时÷24小时=约等于31天,由于返回地球也需要花费一半的时间,所以可以得出这样的结果:如果一个人驾驶光速飞船以光速在宇宙中飞行,排除加速减速所需的时间,这个人在宇宙中以光速飞行31天÷2=15.5天,那么返回地球之后,他就看不到自己的家人了。


时间膨胀理论其实就是古代所说的“天上一日,地上一年”

换句话说,以光速飞船在宇宙中飞行15小时,地球上已经过去了60年,这与古代传说中的“天上一日,地上一年”有异曲同工之妙,难道这个传说并非是传说而是事实存在的,又或者古人早已经预知时间膨胀理论的存在?

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