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 。

【30岁的宇航员以亚光速飞150年,他回到地球时是多少岁?】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 。

30岁的宇航员以亚光速飞150年,他回到地球时是多少岁?

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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:
30岁的宇航员以亚光速飞150年,他回到地球时是多少岁?

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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 。
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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 。

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