Re: [问卦] 光年到底什么概念啊?

楼主: Friendzoned (PatheticApathy)   2021-10-20 02:37:35
※ 引述《hushiang (我练功发自真心)》之铭言:
: 哥想问
: 常常听到说某颗星球距离我们多少光年,到那边即便是光速也要走XXX年
: 但是当你用光速飞行的时候,相对论不是说物体越接近光速时间越慢吗
: 如果到一颗距离100光年的星球
: 所以我用光速飞过去照理说我的时间感觉不变,那颗星球的时间经过了100年才对吧
: 但为啥又有人理解成要花100年的时间到那边,然后人要先休眠??
: 到底是怎样解释咧 搞得我好乱啊
: 有没有八卦?
看到留言有一些奇怪的回答,
推测八卦板上的大多数人应该都是文组,
所以在这里‘非常非常简单’的为各位解一下惑。
如果是理组的人或是已经对狭义相对论稍有研究的人就可以跳过了,
谢谢。
问题:
如果你从地球搭乘太空船以0.9倍光速,
前往以地球为参考系,相对地球距离100光年的行星,
请问对你来说要花多久?
这个题目可以从两个方面去下手
1. 时间膨胀 (Time Dilation)
当你的相对速度越快,你相对于你的参考系时间会愈慢。
公式为 t' = t(γ)
其中 γ = (1 - v^2 / c^2) ^ (-1/2)
所以对于地球人来说你总共要走 100 / 0.9 = 111.11年,
但因为你的时间走比较慢,
太空船上的你只感觉你走了 t = t' / γ
= 111.11 / (1 - 0.81)^(-1/2)
~= 111.11 / 2.2941
~= 48.432 年
2. 长度收缩 (Length Contraction)
当你的速度越快,相对于你的行径方向的长度就会收缩。
基于地球与目标行星并没有相对速度,
它们的距离就是100光年。
但因为你正在以相对于它们0.9倍光速前进,
所以‘对你来说’你与目标行星之间的距离就不会是100光年。
公式:L' = L/γ
所以对于你来说,你与行星的距离是
L' = L / γ
= 100 / (1 - 0.81)^(-1/2)
= 43.588 光年
然后你再以0.9倍光速走完,
所以就是 43.588 / 0.9 = 48.4322年

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