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再来挖坑讨论相对论的近光速星际旅行 - V2EX
howellz · 2020-06-05 · via 时间

首先申明,我是小白,如果要喷我没明白没理解的,请给出合理的指引和方向,不能撂下一句就跑。 先请大家耐心看完我设计的实验(以前提过一次,但是没有给出定量分析,所以大家不好针对性的喷)。

假设有人乘坐 0.5c 速度的飞船离开地球,前往 1 光年远处的一个星球,飞船上面顶着一面时钟,地面上可以一直观察到这面钟。飞船飞到星球后立即折返(忽略加速减速过程)。地面上一名工程师一直在观察地面和飞船上的这两个时钟。

那么我们这么考虑:

记录点 1:首先是离开的时刻,这时候地面和飞船的时钟都是 0 。 记录点 2:工程师在地面观察到飞船到达星球。从地面看,2y 时间到达星球,但是观察到该事件,光线回来需要 1y 时间,就是说地面时钟应该是 3y 。飞船上面的情况看,考虑到尺缩,比例应该是 sqrt(1-0.5^2)=0.87 ,这样飞船上到达星球的飞船时钟应该是 0.87/0.5=1.74y 。当地面观察到的时候,光线传递回来需要 1y,所以飞船到达被地面观察到应该是 2.74y 。 记录点 3: 折返回来到达地球的时候,飞船钟面应该是 1.74y*2=3.48y 。而对于地面来说,飞船飞出又折返回来,总的花费时间是 2y*2=4y 。

总结一下: 地面观察到去的时候耗费了 2.74y ,回来只耗费了 1.26y 。

| 事件 | 地面时钟 | 飞船时钟 |

|---|---|---|

| 离开 | 0 | 0 |

| 到达星球 | 2.74y | 1.74y |

| 返回地球 | 4y | 3.48y |