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如果以光速离开地面一分钟,马上返回,到达地面后,地球上过了多久?

网上这种问题还真不少,虽然这种问题的实际意义不大,但时不时的用这类问题锻炼一下思维,开开脑洞,娱乐一下还是可以的。

对于光速,至少相对论已经把有静质量的物体以及信息的传递速度限制在光速以内,但也不妨碍我们进行一次思维实验。关于光速运动的物体的时间问题,重点是你要选择一个参考系来看,因为在相对论的体系中,时空(时间与空间)不是绝对的,时间会变(时间膨胀效应),空间也会变(空间弯曲)。

如果单看时间的话,我们可以做一个这样的假设,当你驾驶一艘光速飞船,以光速飞离地球,先以地面作为参考系,地面的指挥部在你离开一分钟后马上通知你立刻返航(这里假设通讯是超光速无延时的),那么,在你收到这条信息后以光速返航,在地面的人来看,也就过了两分钟而已,这和地面平时指挥一架飞机差不多。

但是,在以你光速飞行的飞船作为参考系的话,你会发现,当你以光速出发的那一瞬间(时间为0秒)就马上收到了返航的指令,如果你的反应足够快,在0秒的时间内迅速返航(不考虑身体承受能力),当你回到地球,你会觉得这地面指挥脑子有问题,刚出发就回来,你自己的光速旅行时间还没有开始就结束了。但地面指挥却认为你已经以光速旅行了2分钟了。这是因为,在你以光速飞行的时候,你在光速飞船内感觉时间是正常流逝的,但飞船以外的时间是静止的,不管地面上的人是隔了一分钟还是一小时或者是一万年发出返航指令,对光速飞行的你都是一样的,都是在达到光速的瞬间就收到了返回信息。地面人员计算你光速飞行的时间完全取决于他们什么时候召唤你回来。

这实际上就是相对论中的时间膨胀效应,速度越快,时间相对就越慢,当你达到光速的时候,外部的时间就完全停止了,你就可以以光速一直飞到宇宙的尽头。这也算是另一种形式的永生了。

事实上,任何东西以光速离开地球后,它是无法与地球上同步一分钟后再回来的,因为它无法定义时间为0等同于一分钟这样一个节点。

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