时间膨胀的感受，光速飞船乘员与地球观测者时间差异有多大？

有人问：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？诸如此类问题多如牛毛，过去时空通讯也多有阐述，但既然感兴趣者众多，就在说说。

这个问题本身概念模糊，不知所云。

以光速离开1分钟，是光速飞船里的人感受1分钟，还是外面的观测者时间1分钟呢？这个马上返回又是什么意思呢？是行驶了1分钟突然原速返回，前后一共用了2分钟，还是有其他什么意思呢？这里面包括了掉头、加速和减速过程吗？“到达地面后”的意思，是包括在一去一回2分钟内，忽略掉加速、减速的、掉头吗？地球上过了多久的意思是指光速飞船里过了两分钟啰，而不是地球观测者两分钟的意思吗？

好，现在我就以这个混乱题目先理解出一个确定的含义，再来分析一下这个问题。

确定含义：因为这个题目最后部分是说地球上过了多久，意思就是飞船里面的人离开地面1分钟又马上返回，因此飞船里面的人来回一共花了2分钟，这里面是排除了加速减速掉头时间的。不知道我这种理解对不对，即便不对，也只能这样理解来回答。

但可惜结论是无答案，因为光速飞船时间停止。

根据速度时间膨胀效应，在高速惯性系里，会发生尺缩钟慢效应，就是飞船里的人会感觉也实际体验到距离缩短、时间变慢效应，达到光速空间为零，时间停止。也就是在光速飞船里的人，在宇宙任意空间移动，感受不到空间距离，也没有时间流逝。这种没有时间流逝是真正的感受到没花时间，也没有动，而不是像孙悟空给了定身法一样把人定住了。

速度时间膨胀遵循的公式表达为：t'=t/√[1-(v/c)]

式中，t‘是低速系观测者时钟时间；t是高速系时间记录；v是相对低速观测者移动速度；c为光速。

也就是说，如果真的有光速飞船存在的话，在光速中穿梭的人感觉不到时间流逝，这两分钟永远不会发生，因此地球上的人天荒地老，多少亿年过去，也无法让飞船的人感受到过了1秒，更别说2分钟了。

但如果算上加速和减速时间，2分钟很快过去，但这样又如何界定飞1分钟后马上返回地球呢？所以答案无解。但如果从地球人看来，花了2分钟来回的光速飞船，应该是行进了1800万千米又回到了原点。

如果是以亚光速飞行或者无限接近光速飞行就另当别论了。

根据速度时间膨胀公式，我们可以计算出达到光速的50%时，时间膨胀只能够达到1.15倍，也就是说飞船里的人过了2分钟，地球上观测着过了2.3分钟，也就是约138秒，变化并不大；但速度达到光速的99%时，飞船里的时间膨胀是地球观测者的约7.09倍，这样飞船里的人过了2分钟返回地球，地球人就感觉过了14.18分钟。

计算过程：t'=2/√[1-(0.99/1)]=14.18

飞船里的人过了2分钟，地球观测者过了14.18分钟，相对飞船里的人时间快了7.09倍。当飞船速度达到光速的99.99%时，这种效应约达到70倍；达到光速的99.999999999999%时，这种效应就约达到707万倍。也就是说，飞船里的人感觉过了2分钟，地球观测者却过了9847天了，足足近27年！

这就是速度时间膨胀效应，越接近光速膨胀效应越大的规律。

但光速是无法达到的，只能是幻想。

狭义相对论认为，真空光速是宇宙中物质运行的最高速度，任何有静止质量的物体都无法达到光速，一个电子也不行。因为有静质量的物体速度越快动质量越大，到达光速动质量将趋于无限大。而整个宇宙的质量都是有限的，因此是一个悖论。

质速关系公式表达为：M=m/√[1-（v/c）^2]

其中M为物质的运动质量，m为物质的静质量，v为运动速度，c为光速。

根据这个公式计算，物体运行速度达到光速无法计算，结果为零。当一艘10吨飞船达到光速的99%时，其动质量将达到约70吨，当达到99.999999999999%时，就成了7071万吨，这时再往上增加速度，动质量也呈指数增长，所需要的能量更是成倍增长。

况且任何飞船都不可能突然就到达光速，而是经过加速渐渐提升的。如果真的突然到达极高速度，不要说光速，就是10km/s的速度飞船也会在大气层中烧掉，物质强度和结构也无法承受。

所以这种问题只能是开开玩笑扯扯皮，不必当真。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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