30岁的宇航员以亚光速飞150年,他回到地球时是多少岁?

按照爱因斯坦的相对论,光速飞船是不会存在的,因为飞船拥有静质量,这就使其无法被加快到光速(c),否则需要无限无尽的能量。不外,飞船可以被加快到趋近于光速,由此将会发生庞大的钟慢效应。

假设地球上有一位春秋为30岁的宇航员,他乘坐亚光速飞船分开地球。那么,颠末150个地球年的飞翔之后,再回到地球上,该宇航员的岁数是几多呢?

起首,需要强调的是,但凡谈到相对论效应,需要明白某个时候是相对于哪个参照系来说。因为按照相对论,分歧参照系之间的时候流逝速度并非一致。

在这个问题中,亚光速飞船飞翔150年,并没有申明这150年是相对于哪个参照系的时候。若是选择分歧的参照系,成果将会大为分歧。

第一种环境,若是这150年是相对于亚光速飞船参照系的时候,那么,宇航员所履历的飞翔时候就是150年。是以,当宇航员回到地球上时,他的岁数已经达到了180岁,这意味着他不成能在世回到地球上,除非他进行了蛰伏。

对于地球上的人来说,亚光速飞船的飞翔时候又是多久呢?按照狭义相对论,这取决于亚光速飞船的速度(v)。亚光速飞船的时候(ΔT)和地球的时候(Δt)关系如下:

若是亚光速飞船的速度为光速的98.87%,对于地球上的人而言,飞船的太空之旅用了1000年的时候。也就是说,地球上的人会认为宇航员的岁数已经是1030岁。

第二种环境,若是这150年是相对于地球参照系的时候,并假设亚光速飞船的速度为光速的98.87%,按照狭义相对论的时候膨胀效应公式可得,飞船上所履历的时候只有大约22年。是以,当宇航员回到地球上时,他会感觉本身的岁数只有52岁。

然而,昔时与该宇航员同时代的地球人早就不在了。因为按照地球参照系,宇航员是在150年前分开地球,宇航员此刻的岁数已经达到了180岁。

因为这种时候膨胀效应的存在,使得导航卫星的原子钟需要进行校准,不然它无法与地面原子钟同步,切确导航也就变得不成能。别的,操纵这种效应,人类还可以实现飞标的目的将来的时候观光。只是这个将来不是本身的,而是别人的。

最后,要让飞船在短时候内加快到亚光速很坚苦,并且人类也无法承受如斯庞大的加快度。更为合理的选择是采用1g加快度的匀加快活动,这样在太空中的宇航员也能感触感染到半斤八两于1g的重力,从而让宇航员可以或许持久糊口在太空中。而且颠末长时候的加快之后,也会发生很是显著的时候膨胀效应。

  • 发表于 2019-07-12 01:01
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