飞船速度(目前最快的飞船速度)

虽然人类的科技水平有限，但我们可以根据想象进行现实中无法实现的思想实验。包括牛顿、爱因斯坦、薛定谔在内的很多物理学家都提出过著名的思想实验，比如牛顿的大炮、爱因斯坦的追光思想实验、薛定谔的猫。

16岁的时候，爱因斯坦想象着如果追上一束光，他会看到什么。这个思想实验为他后来创立狭义相对论奠定了基础。本文讨论的题目来源于爱因斯坦的狭义相对论。如果一个人以光速飞入宇宙，一天后回到地球，还能见到家人吗？时间到底过去了多久？

如果从生活经验出发，这个问题的答案似乎很简单。在宇宙中飞行一天，当然是地球上过去的一天。但其实我们被所谓的常识蒙蔽了双眼。相对论告诉我们，事情没有那么简单。

根据相对论，时间并不是在宇宙的各个地方都以同样的速度流逝，宇宙中也不存在绝对标准的时钟。如果你比较两个速度不同的参照系的时间，你会发现时间过得快和慢，在快一点的参照系中时间变慢。

比如高铁上的时间比地面慢。时间慢多少取决于高铁的移动速度V。狭义相对论给出了计算公式:

其中δT为地面上的时间，δT为高铁上的时间，c为true 空中的光速。

由于光速接近每秒30万公里，这个速度远高于高铁，使得时间膨胀效应可以忽略不计。假设高铁的速度是300 km/h，一个人乘坐高铁一天，他的时间大约比地面上的人慢3.3纳秒，也就是3.3亿分之一秒。

但是当速度接近光速时，v/c会接近1，会使时间膨胀效应非常明显。另外需要注意的是，上述公式还意味着物体的运动速度不能达到光速，否则分母就失去了意义。虽然物体的速度达不到光速，但我们可以讨论当速度接近光速时会发生什么。

因为相对论否定了绝对时间的概念，所以每当谈到时间，就要指明时间对应于哪个参照系。假设这1天时间是飞船参考系的时间，当一个人乘坐99%光速的飞船飞行1天后返回，那么地球上的时间就过去了7天。对于地球上的人来说，飞船一周前就出发了，但飞船上的人以为出发时间是昨天。

如果飞船以99.94443%的光速飞行一天，一个月就在地球上过去了。如果飞船以99.9996245%的光速飞行一天，地球上一年就过去了，飞船上的人也过了一天，但地球上的人却成长了一年。随着飞船速度接近光速，时间通过率的差异会迅速增大。一天的飞船时间可以相当于100年，或者1万年，甚至更长。

所以，飞船里的人回到地球后能否再见到家人，完全取决于飞船的飞行速度。如果宇宙飞船的速度足够快，地球早就消失了。事实上，通过这种方式，飞船可以飞向未来的地球。

值得注意的是，无论飞船飞得多快，飞船上的人都不会觉得自己的时间变慢了，每天都是一天。但如果地球上有人通过天文望远镜观察飞船，他会发现飞船上的人移动得很慢。只有对比时间的快慢才能知道差别，不能直接感受到时间是变快了还是变慢了。

还有一个问题。据说运动是相对的。飞船相对地球快速运动，也可以看出地球相对飞船快速运动。那么，这是否意味着地球上的时间变慢了呢？

其实不是，从离开地球到返回地球，飞船需要加速和减速。这种可以现实加速的运动是绝对的，所以是飞船而不是地球让时间变慢了。

在日常生活中，两种速度叠加合成后会发生变化。但是相对论表明光速是个例外。如果从月球上发射出一束光，无论是飞船上的观测者还是地球上的观测者都会测到它的速度等于光速。

爱因斯坦认为，既然光速不变，就会导致原本被认为是绝对的其他物理量发生变化，这就是时间(还有空)。无论是光速不变还是时间膨胀，这些现象都已经被实验证实。

人造卫星在Tai 空快速移动，时间通过率与地面不一致。如果要通过卫星进行精确的导航定位，需要消除相对论的时间膨胀效应，保持天地时间完全同步，这正是我们每天要经历的。