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一個(gè)人乘坐接近光速的飛船飛行1分鐘后回到地球,還能見到他的家人嗎?


先說答案,一個(gè)人乘坐接近光速的飛船飛行一分鐘后回到地球不能見到他的家人。下面分幾種情況討論。關(guān)鍵的問題是這1分鐘是哪個(gè)參考系的時(shí)間以及飛船接近光速的程度。

如果這1分鐘是地球的時(shí)間

按道理講,這個(gè)人應(yīng)該能看到自己的家人,畢竟才過了1分鐘,地球上的家人并沒有老去。但這個(gè)人為了在地球的1分鐘時(shí)間內(nèi)趕回來,他必須在不到1分鐘的時(shí)間(他自己的時(shí)間)內(nèi)完成從靜止到近光速的加速、掉頭和從近光速到靜止的減速返回等一系列動(dòng)作,加速度大的驚人,至少△V/△t=1000000米/秒2,


飛船推進(jìn)器對(duì)飛船和人的壓力足以把飛船和人壓的粉碎,這個(gè)人是見不到地球的家人的。當(dāng)然如果這人不死,是會(huì)看到家人的,因?yàn)榧胰瞬]死去。

如果這1分鐘是近光速飛船的時(shí)間

實(shí)際上也一樣,近光速飛船在1分鐘的時(shí)間內(nèi)完成從靜止到近光速的加速、掉頭和從近光速到靜止的減速返回等一系列動(dòng)作,加速度也大的驚人,與上一種情況的區(qū)別就是:完成這些動(dòng)作,一個(gè)是不到1分鐘,一個(gè)是1分鐘,差別可以忽略不計(jì)。這個(gè)飛船仍會(huì)粉身碎骨,那后面的事都談不上了。當(dāng)然和上一種情況還有的一個(gè)區(qū)別就是:如果這人不死,并且在1分鐘內(nèi)剩余下的很少一點(diǎn)時(shí)間(當(dāng)然是飛船的時(shí)間)內(nèi)以極為接近光速的速度飛行,那這個(gè)人回到地球時(shí),地球上過去的時(shí)間不是1分鐘,而是大于1分鐘,也許是2分鐘,也許是1天、1年、幾萬(wàn)年、幾萬(wàn)億年。不考慮廣義相對(duì)論的效應(yīng),只用狹義相對(duì)論就能很好的解釋,這里面有個(gè)狹義相對(duì)論的時(shí)間膨脹公式:

其中t′為地球上的時(shí)間,t為近光速飛船上的時(shí)間,這里t≤60秒,V是飛船的運(yùn)動(dòng)速度,C為光速,當(dāng)V→C時(shí),分母根式→0,則在t≠0的情況下,t′→+∞,即使飛船上過去很短的時(shí)間,地球上的時(shí)間也很過去很長(zhǎng)時(shí)間,越接近光速,地球上的時(shí)間越長(zhǎng)。比如說當(dāng)V=0.999999999999C時(shí),飛船上過去1分鐘,地球上將過去1.4年左右。當(dāng)V=0.99999999999999C時(shí),地球上將過去14年,
著名的雙生子佯謬

當(dāng)V=0.999999999999999999C時(shí),地球上將過去1400年,……,這時(shí)這個(gè)人回到地球,將看不到他的家人,家人早去世了,而他只過了1分鐘。

當(dāng)然再次重申,這人在經(jīng)歷加減速時(shí)沒有死掉。但這可能嗎?

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