新 近 問 題

問 太 陽

問 月 球

問 星 星

問 日 食 與 月 食

問 地 球

問 時 間

問 太 陽 系

問 宇 宙 及 黑 洞

問 太 空 探 索

問 其 他

問 問 題


重 要 告 示



 

科 學 家 說 如 果 有 人 以 接 近 光 速 在 太 空 旅 行 之 後 , 回 到 地 球 上 會 發 現 地 球 已 過 了 一 千 年 , 親 人 朋 友 都 去 世 了 。 這 是 因 為 在 太 空 旅 行 的 人 時 間 過 得 比 較 慢 , 但 請 問 為 甚 麼 不 是 地 球 上 的 人 時 間 過 得 比 較 慢 ? 這 樣 是 否 不 公 平 及 有 歧 視 成 份 ? 因 為 將 來 只 有 有 錢 人 才 可 買 昂 貴 的 太 空 穿梭 機 票 到 太 空 旅 行 及 一 嘗 長 生 不 老 的 滋 味 。

 提 問 者:Alan Lee (21.07.2001)

以 接 近 光 速 在 太 空 旅 行 1 年 之 後 , 回 到 地 球 上 會 發 現 地 球 已 過 了 多 久 呢 ? 請 看 看 下 表 : 

太 空 船 速 度 ( 光 速 = 1 ) 地 球 上 經 歷 的 時 間 ( 年 ) 
0.01  1.00005
(只「賺」了26 分 鐘!)
0.1 1.005
0.3 1.048
0.5 1.155
0.9 2.294
0.99 7.089

除 非 你 有 辦 法 加 速 至 極 接 近 光 速 , 而 且 幾 乎 一 生 都 花 在 船 上 , 否 則 你 是 看 不 到 一 千 年 後 的 地 球 的 。

此 外 , 驟 眼 看 來 , 太 空 人 和 地 球 人 的 角 色 似 乎 可 以 互 換 , 即 在 地 球 人 眼 中 , 太 空 人 以 高 速 在 星 際 航 行 了 一 週 ; 而 在 太 空 人 眼 中 , 則 好 像 是 整 個 地 球 以 高 速 離 開 以 後 再 靠 近 。 那 麼 他 們 再 相 遇 時 , 按 照 相 對 論 , 究 竟 是 誰 較 年 輕 呢 ?

但 細 心 想 想 , 就 會 發 現 原 來 兩 種 運 動 並 非 完 全 對 等 , 只 有 太 空 人 在 旅 程 中 要 經 歷 加 速 - 減 速 - 再 加 速 的 過 程 。 而 無 論 從 地 球 或 太 空 人 的 觀 點 都 會 看 到 這 個 現 象 ( 例 如 : 太 空 人 站 在 磅 上 , 頭 部 指 向 太 空 船 的 前 進 方 向 , 磅 會 顯 示 他 的 重 量 在 加 速 時 增 加 , 減 速 時 減 少 。 ) ; 而 地 球 則 沒 有 加 速 或 減 速 。 這 種 不 對 稱 使 太 空 人 才 是 較 年 輕 的 一 個

不 過 你 亦 無 需 憤 憤 不 平 , 因 為 太 空 人 能 有 機 會 探 訪 我 們 有 生 之 年
也 看 不 到 的 未 來 , 但 他 能 享 用 的 時 間 和 他 的 壽 命 並 沒 有 因 此 增 加
。 對 他 來 說, 在 太 空 船 上 看 一 本 書 , 或 吃 一 頓 飯 , 速 度 不 會 比 他
在 地 球 的 時 候 快 ; 假 如 他 在 地 球 上 有 100 歲 的 壽 命 , 在 太 空 船 上
他 也 只 能 享 壽 100 年 。 ( 即 使 地 球 已 過 了 百 多 年 或 更 久 。 ) 你 認 
為 這 算 不 算 長 生 不 老 呢 ? 

此 外 , 那 時 太 空 旅 行 應 該 會 遠 較 現 在 便 宜 , 相 信 普 羅 大 眾 亦 可 負
J 。 

 

※ 由 於 涉 及 加 速 和 減 速 ( 非 慣 性 體 系 ) , 故 此 需 要 用 廣 義 相 對 論 來 証 明 , 當 中 牽 涉 較 多 數 學 , 有 興 趣 的 朋 友 可 參 考 有 關 書 籍 。 

 

 

劉 啟 業
太 空 館 助 理 館 長
08.07.2002