為什麼高速飛行中,時間會過得比較慢?

我想回應一下上面的兩位大學生，首先二樓的steventtw20 ，根據相對論的原理，只要有一個物體(座標系)相對其他的物體(參考座標系)作出一個運動，該物體本身的時間已經會慢下來的，所以在高速飛行中飛機師或戰鬥機師是較一般在地面上的人都長命的，這是正確的，但他們又會長命多少呢？雖然我唔識計算，但我記得曾在書本中看過，它大概說如果有一個民航機師終其一生都在飛機上生活的話，那樣他將會比地面上的人們年輕1-2秒鐘
圖片參考：http://hk.yimg.com/i/icon/16/35.gif

以下是一編香港太空館回應市民關於在光速下，時間的問題作一個參考：
　




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)



圖片參考：http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/FAQ/Image/pic_answer.jpg
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
擔 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

2006-12-14 23:33:24 補充：
好o野終於可以補充一下，都唔明上面篇o野咁都過四千字，唉！我又成日都執筆忘字，回頭又唔記得(田)番果D忘字…
又漏o野，正確的是 只要有一個物體(【慣性】座標系)相對其他的物體(參考座標系)作出一個運動，

要了解高速飛行中,時間會過得比較慢, 原理是愛因斯坦的相對論
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那麼飛機師or戰鬥機師是不是一般都較長命?

對於一個在近光速的飛行船上的人,它會覺得時間會過的比較慢一些,這就叫做時間膨脹，空間也一樣,因為重力太強造成所謂的空間扭曲.

但飛機師or戰鬥機師只有超音速, 只有最多幾千飛行小時及不是常常在飛機上, 所以不會比一般人長命, 又可謂行船跑馬三分險, 可能仲會多d危險.


相對論:

相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念，提出了「同時的相對性」，「四維時空」「彎曲空間」等全新的概念。
狹義相對論 主條目:狹義相對論 愛因斯坦在他1905年的論文《關於移動物體的電動態》中介紹了狹義相對論。狹義相對論考慮的是觀察者在慣性參考系內，也就是以恆定的速度相對於另一個觀察者的參考系。事實上任何一個實驗都不能決定哪一個參考系是絕對的靜止。這也被稱為「相對性理論」。這個理論對於愛因斯坦的工作並不是全新的，他發現在這個理論（包括電磁在內）需要一個新的形式表達，而這個表達引發了驚人的結果。特別的，這個理論需要光速在真空中對於任何觀察者是不變的，不論觀察者或光源怎樣的運動。 狹義相對論的一個長處是，他的結論可以由以下兩個論點推出：
物理規律在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對於一個在具有相對性的質子上的觀察者和一根靜止在實驗室里的觀察者是相同的。
光速在真空中是恆定不變的(具體講是299，792，458米每秒）。 廣義相對論 主條目：廣義相對論
廣義相對論是愛因斯坦(Albert Einstein)在1915年發表的理論。愛因斯坦提出「等效原理」，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上(目前實驗證實,在10 − 12的精確度範圍內,仍沒有看到引力質量與慣性質量的差別)。根據等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身故有性質無關，只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動，實際是繞著太陽轉，造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運動，實際是繞著地球表面的大圓走。
係時間同速度的關係，”山中方一日，世上已千年“好似漫畫先有，其實相對論可解析~
具個例，同一盒牛奶倒兩杯出來，一杯放雪柜，一杯放聼，聼果杯兩個鍾就變坏（老了），雪柜果杯兩日後仲飲得（仲年輕）
就好似兩兄弟，弟弟在地球，哥哥坐火箭以接近光速飛行，哥哥飛完1小時囘到地球，弟弟已老了
牛奶例子是以溫度影響牛奶質量，另時間”變慢“；火箭例子則是相對論，以速度影響人的質量，另時間”變慢”
實際相對論當然深好多，上述例子希望能讓你對相對論有簡單理解~~ 愛因斯坦相對論
愛因斯坦於1905年提出的狹義相對論則認為：物體運動時，質量會隨著物體運動速度的增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即還會發生尺縮效應和鐘慢效應。狹義相對論和光速不變原理的提出，打破了傳統的絕對時空觀，指出了時間、空間和物體的質量不是絕對不變的，而是隨著物體的運動而發生變化。愛因斯坦的狹義相對論，在我們的日常生活中是很難理解的，因為我們日常接觸的都是遠遠小於光速的運動，根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應：長度變短、時鐘變慢。但如果接近光速的運動能變成現實的話，一個以這樣速度運動的人，在另一個靜止的觀察者看來就可能隻是一條線。另外還會出現這樣的景象：一個人坐上光子火箭，以接近光速的高速度去做星際航行。一年后他回來了，發現兒子已經是白發蒼蒼的老人，而自己還是那樣年輕。中國古代傳說中的“天上方一日，人間已一年”就可用相對論得到解釋。
相對論的提出從根本上改變了物理學的面貌。它否定了經典力學的絕對時空論，推倒了牛頓力學的質量守恆、能量守恆、質量能量互不相關、時空永恆不變的基本命題，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，即揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。這是一場真正的科學革命

樓主的這個問題和上面網友的言論都是對相對論的極嚴重誤解. 高速飛行物體上的時鐘會變慢雖然已被證實是正確, 但“高速”在此的定義是指該物體要以接近光速的速度運行才會發生, 地球上除了電磁波以外的所有運動的速度都遠遠不及這水平, 所以我們平時是絕對不會留意到任何時間縮短的現象.

你剛證明了愛因斯坦之相對論是正確的。
普遍戰鬥機師及賽車手，其外貌都比真實年齡年輕，此原因可能同相對論有關，是否較長命就不得而知。