如果一個人以光速飛行10秒後, 再回到地球, 他還能見到家人嗎?

很少有科幻

電影

可以像《星際穿越》這般經久不衰，這部電影如同科幻界的史詩，把最前沿的科學理論運用進去，瘋狂的科幻情節讓無數影迷稱之為經典。

這部電影裡非常值得肯定的一點是，它並非全盤架空胡編亂造，而是借鑑了物理學家基普·索恩的黑洞理論，這部電影的改編有著一定的科學理論基礎，能夠最大程度滿足科幻迷的味蕾。

比如影片裡

宇航員

們以超光速穿梭於浩瀚的外太空銀河系，以為自己飛行一個小時而實際上地球已經過去七年光陰的時間錯位，在浩瀚的宇宙中體會絕望和孤獨。

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這裡就是借鑑了

愛因斯坦

相對論

所提到的時間膨脹，也稱鐘慢效應。

關於愛因斯坦的時間膨脹理論大家一直很想探索，意思就是超越光速就可以時間倒流。於是就有人提出假設，如果以光速飛行10秒鐘之後再回到地球，還能再見到家人嗎？

光速飛行十秒

電影《星際穿越》中有這樣一幕，宇航員庫珀從地球出發的時候女兒墨菲還很年幼，當他再一次從星際之間回到地球的時候，宇航員庫珀還是臨出發之前的模樣，但是女兒已經變成了垂暮的老人。

這個就是時間膨脹理論了。

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時間膨脹是一種物理現象，意思就是兩個從品牌到零件都完全一樣的時鐘，拿著甲時鐘的人發現乙時鐘比自己走的慢。這種現象經常被看作是對方的時鐘慢了下來。

這麼說就可以看出來，時間也是有速度的，瘋狂一點來說時間並不一定對每個人都平等，就像有的地區時間流逝的快，而有的地區時間流逝的慢。

但是這種情況只會在觀察者的座標上才是正確的。任何關於本地的時間都是以同一個速度前進的，時間膨脹理論可以解釋任何時間速度變化的過程。

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關於時間膨脹理論的實驗，在1971年人們把兩個原子鐘分別放在兩架不同的飛機上，這兩架飛機向東和向西各自飛行。然後有人對比了放在天文臺上的時鐘，發現飛機上的原子鐘衰變的更快了。

這是由於飛機上的原子鐘距離地面要比較遠，而且飛機速度也比較快，所以時間膨脹就比較小，導致了飛機上的原子鐘要比天文臺裡的時鐘時間流逝的更慢一些。

簡單的來說，時間膨脹理論就是，速度越來時間就過得越慢，如果速度和光持平，別人的時間就依然在流逝，但是自己的時間就停止了；如果能超越光速，那麼將享受到什麼是時間倒流。

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如果把時間膨脹理論和太空飛行進行聯絡，就可以解釋光速飛行離開地球十秒鐘，再回到地球是否能夠見到家人這個問題了。

根據時間膨脹理論的效應，宇航員坐在宇宙飛船裡與地球相比，能以一種極高的速度進行運動，所以對於地球上的人來的說，即使經歷了好多年，地球人已經老了，但是坐在宇宙飛船裡的宇航員依然沒有什麼變化。

這是由於非常快的速度會讓宇宙飛船裡的時間變慢。也就是說，當高速飛行的宇宙飛船裡的時鐘走了一圈，與此同時，地球人的時鐘已經走了好幾圈了。

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根據勾股定理推算出來的時間膨脹理論來說，當一個人能夠到達光速，無論是10秒鐘還是一整年，這個人都可能見不到家裡人了，因為光速情況下的時間是永恆的。

翻譯過來就是時間是靜止不動的，所以在光速下根本就沒有一秒鐘還是十秒鐘的概念。

那麼這個理論是由誰提出來的呢？這就不得不提到我們偉大的愛因斯坦。

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愛因斯坦時空概念

以上的時間膨脹理論，就是在1905年時由愛因斯坦的狹義相對論中提及的。

愛因斯坦可以說是人類歷史上非常偉大的物理學家之一，他提出的各種理論讓人類文明瘋狂加速，有人甚至認為，如果沒有這個天才對世界的窺探，那麼人類文明到今天很可能落後了300年。

1879年，愛因斯坦出生在德國一個猶太人西南部地區一個猶太人家庭裡。愛因斯坦的爸爸開了一家專門賣電工裝置的商店，而母親則是小有成就的鋼琴家。

愛因斯坦很小的時候就和別的孩子不一樣，他似乎比別的小孩發育的更加緩慢。當別的孩子已經學會說話的時候，愛因斯坦直到三歲才學會開口說話。

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愛因斯坦如此緩慢的發育狀況被很多鄰居認為是一個反應遲緩的孩子。但是天才總是和別人不一樣的，愛因斯坦在就讀小學和中學的時候，一改曾經的面貌，成為了頂級的尖子生，他的天賦常常讓老師們都自愧不如。

於是在1895年，愛因斯坦來到了瑞士的蘇黎市報考這裡的聯邦理工學院，但是並未被錄取。第二年捲土重來終於考上了聯邦工業大學的物理學專業。

令人意外的是，在大學四年間，愛因斯坦的主要精力不是用在課堂上，而是泡圖書館混個及格。這就導致了他畢業之後成績不夠優秀，找不到一份大學教職工作。

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但是這並不耽誤愛因斯坦對物理學的研究。在1905年時，年僅26歲的愛因斯坦就釋出了四篇物理學領域中最具有開創性的論文。其中就有廣義相對論和狹義相對論，以及時間膨脹理論和能量守恆定律等等。

可以說是愛因斯坦讓人們意識到時間也有快慢，愛因斯坦首次提出了時空這個概念。在研究中心，他深受了馬赫與休謨的哲學觀點影響，即認為時間和空間的量度與物質運動脫不了關係。

也是在1905年，愛因斯坦表明，光速是不變的，並否定了牛頓的絕對時空觀念。他認為，這個世界上不存在絕對靜止的參照物，隨著參照系的變化，時間測量也是不固定的。正是基於光速不變以及相對性原理，愛因斯坦最終創立了狹義相對論。

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瞭解了時間膨脹的原理，那麼就更能幫助我們回答開頭的問題。如果按照愛因斯坦所說，速度越來時間越慢，那麼超越光速又會看到怎樣的景象呢？

超越光速的境界

光速已經如此之快了，那麼超越光速的物體運動又會達到何種境界呢？這就又要提到愛因斯坦的狹義相對論了。

眾所周知我們抬頭仰望反應璀璨的星空，所能看到閃爍的星光實際上就是銀河系所給出的歷史影像，因為這些光來自幾億年前或者更久遠。這些光穿越宇宙照射到地球上反應到我們眼睛裡，讓我們看到了美麗的星星，所以我們看到的只是幾億年前的美麗星光。

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那麼透過愛因斯坦的相對論，我們是不是可以做出這樣的想象。如果我們擁有了比光更快的速度，我們是不是就可以進行時光倒流，追溯過去的歷史時刻呢？

因為按照牛頓的力學我們可以知道，當A落後於B時，只要A自身的速度大於B的速度，那麼A一定追上甚至超越B。

我們看到的影像都是由光反射出來的，歷史也是以光速不斷向前進步的，假設我們以大於光的速度進行執行時，我們比光提前一步，是不是就可以看得到過去的影像了，也就完成了時間跳躍。

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這樣的話，如果我們想穿越時空，就可以選擇一個特定的人或者時間點，然後考慮到有關那個人和時間點的歷史，專門超越那一段時間的光速，這樣就可以回到選中的那個時間段了。

那麼對過去歷史有遺憾，想要見到親人最後一面的小夥伴們似乎可以超越光速飛行，就可以見到過去歷史時期的親人進行圓夢了。

不過問題又來了，就算我們能夠回到過去，因為光速投射的全是影像，所以我們似乎只能回到過去，而沒有辦法做出任何影響歷史的事情。

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所以超越光速也僅僅只能見到家人，沒有其他任何意義了。

但是以上只是根據愛因斯坦相對論提出的假設，物質真的能夠超越光速嗎？

人類科技是否可以接近光速

說到接近光速之前，我們需要先了解一下光子。光子在靜止不動的情況下是沒有任何質量的，也就是說光子的質量非常非常的小，可以小到忽略不計的地步。

所以想要超越光速那就有一個大前提，質量一定要比光子還小。這麼看來以人體的質量想要比光子的質量還小，那不亞於自我毀滅，所以人類自身想要接近光速基本沒戲。

難道就沒有別的辦法了嗎？

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當然也有科學家提出蟲洞理論，這是科學家們發現的目前唯一能穿越時空的方式了，不過蟲洞內部狀態非常的不穩定，所以穿越蟲洞之後到底是徹底消失還是進行時空跳躍和家人團聚，那似乎只能聽天由命了。

還有一種辦法就是探尋暗能量和暗物質。有理論說宇宙原先是一個密度很高的奇點，由於爆炸而形成了宇宙，這其中發就有很多暗能量和暗物質。

用這些暗能量和暗物質創造的宇宙飛船很有可能讓的時空被極速壓縮，然後進行時間跳躍，這樣就可以回到過去重新和家人團聚了

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結語

愛因斯坦是第一個讓我們知道時間也是有速度的人，這極大打破了我們的認知。

並且讓我們意識到，運動的速度越快時間越慢，當到達光速的時候，時間就是靜止的了。這種速度之下無論是飛行一秒鐘還是十秒鐘，意義都是一樣的，因為光速即是永恆。

當然愛因斯坦除了這種顛覆認知的時空理論，還提出了7大預言，分別是宇宙常數的預言、時空扭曲預言、引力透鏡預言、以及蜜蜂預言等等，這七個預言中已經實現了四個預言。

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而沒有實現的預言中例如蜜蜂預言，說蜜蜂看起來小小其實在自然界中的作用非常重大，可以讓很多植物授粉進行長久的繁衍和生存，如果沒有了蜜蜂，那麼人類文明將會在四年之內徹底滅絕。

不管這個預言是真是假，愛因斯坦的說法還是給了人類非常多的警醒意味。所以讓我們再一次對提出時間膨脹理論的偉大科學家愛因斯坦致敬。