光速飞船飞行一光年所需时间(4光年需要飞多久)

光速飞船跑4光年需要多久？10分钟！10万光年呢？5个月！

夏日的夜晚仰望璀璨的银河，你也许曾梦想乘坐一艘光速飞船畅游星海。银河系盘面直径大约10万光年，你可能认为横穿整个银河系至少也需要10万年的时间，在一个人有生之年根本无法完成。结果真是如此吗？根据爱因斯坦的相对论，你只需5个月就够了！

在实现遨游银河系的远大理想之前，让我们先定个“小目标”——抵达4.2光年之外的比邻星，交通工具是一艘99.9%光速的宇宙飞船。从你登上这艘飞船时起，一直到你返回地球，如果不算飞船中途消耗的时间，你在地球上的七大姑八大姨一查日历才发现，这个不成器的孩子已经不着家8.4年了！

此时的你一头雾水，回头一看飞船上的日历，这不才过了137天吗？为什么会出现如此匪夷所思的结果？4.2光年的单程旅行为什么只用了68.5天！难道飞船上的时间比地球上的时间更慢？

实际上，这就是狭义相对论的时间膨胀（钟慢）效应——处于同一参照系中的两个人手里分别拿着一个时钟，移动速度更快的人会发现他的时钟比另一个人的时钟走得更慢。两个人速度差距越大，钟慢效应越明显——当一个人的速度无限接近于光速时，他的时间就近乎停滞了！

时间膨胀现象在我们的生活中随处可见——经常乘坐飞机在世界各地旅行的人，比很少出远门的同龄人年轻一点点；国际空间站绕地球运行的速度为7700米/秒，宇航员在上面停留6个月，就比地面的同龄人年轻0.005秒。

如果有人乘坐太空船以极高的速度飞行，他所经历的时间将比地球上的人慢的多。从下面的时间膨胀函数可以看出，当飞船速度大于光速的10%时，钟慢效应开始逐渐显现，随着速度不断提高，时间流逝也将更为缓慢，飞船的一年有可能相当于地球十年。当速度无限接近光速时，“天上一日，地上十年”也会成为现实！

根据时间膨胀公式计算，当飞船速度为0.999c（c=299792.458千米/秒）时，飞到4.2光年外的比邻星需要68.5天；速度为0.999999c时，只需52小时；速度提高至0.99999999999c，不到10分钟就能到达！以这个速度遨游10万光年直径的银河系，只需5个月！前往250万光年外的仙女座星系，也只要11年多一点！

现在的你或许信心满满，决定在有生之年畅游宇宙，但光速旅行绝非想象中那么美好——向窗外望去，外界一切景物都扭曲到无法辨认。靠近一个物体的时候，它的颜色会蓝移到紫外线甚至X射线端；远离一个物体的时候，它的颜色会红移到红外线和无线电波端。在这个光怪陆离的世界里，你或许会怀念平日那些熟悉的星海。

如果此时地球上的人能看到飞船里面，他们会发现你的动作都放慢了无数倍：喝一口水杯子迟迟送不到嘴边，咽下的食物极其缓慢的经过口腔和食道，就连转个身都要花费好几天的时间！

那你是不是可以长生不老呢？别做梦了！时间膨胀可不会延长你的寿命！你的一举一动只是在地球观察者的眼中才变的缓慢，自己不会觉得有任何异常，身体新陈代谢速度也和登上飞船前没有区别，本来该活多少年还会活多少年，既不增加一天，也不减少一天。照此说来，也许超脱尘世，长生不老的神仙日子，只存在于传说之中。

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