若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?

很少有科幻电影可以像《星际穿越》这般经久不衰 , 这部电影如同科幻界的史诗 , 把最前沿的科学理论运用进去 , 疯狂的科幻情节让无数影迷称之为经典 。
这部电影里非常值得肯定的一点是 , 它并非全盘架空胡编乱造 , 而是借鉴了物理学家基普·索恩的黑洞理论 , 这部电影的改编有着一定的科学理论基础 , 能够最大程度满足科幻迷的味蕾 。
比如影片里宇航员们以超光速穿梭于浩瀚的外太空银河系 , 以为自己飞行一个小时而实际上地球已经过去七年光阴的时间错位 , 在浩瀚的宇宙中体会绝望和孤独 。
若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?
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电影《星际穿越》片段
这里就是借鉴了爱因斯坦相对论所提到的时间膨胀 , 也称钟慢效应 。
关于爱因斯坦的时间膨胀理论大家一直很想探索 , 意思就是超越光速就可以时间倒流 。 于是就有人提出假设 , 如果以光速飞行10秒钟之后再回到地球 , 还能再见到家人吗?
光速飞行十秒
电影《星际穿越》中有这样一幕 , 宇航员库珀从地球出发的时候女儿墨菲还很年幼 , 当他再一次从星际之间回到地球的时候 , 宇航员库珀还是临出发之前的模样 , 但是女儿已经变成了垂暮的老人 。
这个就是时间膨胀理论了 。
若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?
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《星际穿越》变老的女儿
时间膨胀是一种物理现象 , 意思就是两个从品牌到零件都完全一样的时钟 , 拿着甲时钟的人发现乙时钟比自己走的慢 。 这种现象经常被看作是对方的时钟慢了下来 。
这么说就可以看出来 , 时间也是有速度的 , 疯狂一点来说时间并不一定对每个人都平等 , 就像有的地区时间流逝的快 , 而有的地区时间流逝的慢 。
但是这种情况只会在观察者的坐标上才是正确的 。 任何关于本地的时间都是以同一个速度前进的 , 时间膨胀理论可以解释任何时间速度变化的过程 。
若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?
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时间膨胀效应
关于时间膨胀理论的实验 , 在1971年人们把两个原子钟分别放在两架不同的飞机上 , 这两架飞机向东和向西各自飞行 。 然后有人对比了放在天文台上的时钟 , 发现飞机上的原子钟衰变得更快了 。
这是由于飞机上的原子钟距离地面要比较远 , 而且飞机速度也比较快 , 所以时间膨胀就比较小 , 导致了飞机上的原子钟要比天文台里的时钟时间流逝的更慢一些 。
简单地来说 , 时间膨胀理论就是 , 速度越来时间就过得越慢 , 如果速度和光持平 , 别人的时间就依然在流逝 , 但是自己的时间就停止了;如果能超越光速 , 那么将享受到什么是时间倒流 。
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横向运动的时间膨胀
如果把时间膨胀理论和太空飞行进行联系 , 就可以解释光速飞行离开地球十秒钟 , 再回到地球是否能够见到家人这个问题了 。
根据时间膨胀理论的效应 , 宇航员坐在宇宙飞船里与地球相比 , 能以一种极高的速度进行运动 , 所以对于地球上的人来的说 , 即使经历了好多年 , 地球人已经老了 , 但是坐在宇宙飞船里的宇航员依然没有什么变化 。
这是由于非常快的速度会让宇宙飞船里的时间变慢 。 也就是说 , 当高速飞行的宇宙飞船里的时钟走了一圈 , 与此同时 , 地球人的时钟已经走了好几圈了 。
若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?
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以光速在宇宙行驶
根据勾股定理推算出来的时间膨胀理论来说 , 当一个人能够到达光速 , 无论是10秒钟还是一整年 , 这个人都可能见不到家里人了 , 因为光速情况下的时间是永恒的 。
翻译过来就是时间是静止不动的 , 所以在光速下根本就没有一秒钟还是十秒钟的概念 。
那么这个理论是由谁提出来的呢?这就不得不提到我们伟大的爱因斯坦 。
若一个人以光速飞行10秒钟后再回到地球,他还能见到家人吗?
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时间静止
爱因斯坦时空概念
以上的时间膨胀理论 , 就是在1905年时由爱因斯坦的狭义相对论中提及的 。
爱因斯坦可以说是人类历史上非常伟大的物理学家之一 , 他提出的各种理论让人类文明疯狂加速 , 有人甚至认为 , 如果没有这个天才对世界的窥探 , 那么人类文明到今天很可能落后了300年 。