在科幻小说《三体3》中程心和艾AA乘坐光速宇宙飞船，在他们的所在的时间系中只用了几百个小时就到达了50光年多外的星系，而这个时候的地球上的时间已经过了1百多年的时间了。那么直接从光(粒子)的角度来看待这个光速旅行，光粒是来自未来么？学艺不精求指教。修改问题：2013年如果一艘飞船从4.3光年外的星系出发，经过了5年到达了地球，那么从飞船上下来的人看到的是哪一年的地球呢？
以光速运行的物体自身没有 下一时刻 的概念。所以也没有速度的概念。
估计让题主费解的是结果的不对称，好像违反了运动的相对性。这里运动仍然是对称的：飞船对地球的速度 等于 地球对飞船的速度。不对称的是题目的设置：起点和终点相对地球静止，相对飞船运动。由于尺缩效应，起点和终点间的距离，在飞船看来比在地球看来要短。这里不是 说的钟慢效应。钟慢效应是对称的，并且适用于同一空间点的情况。====具体计算====相对论的计算，初学时请务必从洛仑兹变换出发，而不是套用时延效应或尺缩效应。时空中有四个点，分别是飞船掠过地球/星系时间，地球/星系的位置。对于地球参照系来说，四点坐标分别是 ：(0,0) (0,4.3) (-5,0) (-5,4.3) (掠过地球为时间原点（2018），地球为空间原点，其余请自行对应)洛仑兹变换后，飞船参照系四点坐标约：(0,0) (7.25,8.43) (-9.79,-8.43) (-2.55,0) (保留两位，请自行验证。注意，飞船接近地球，相对速度为负)注意，在地球看来同时的两个事件，变换后不再同时。根据这个结果，在飞船人看来，他们 2018 年掠过地球，两年半前（2015）掠过星系，七年多后（2025）距星系 8.43 光年，近十年前（2008）距地球 8.43 光年。所以对飞船来说，地球速度是 8.43/9.79 倍光速。若未取近似，其实就是 4.3/5 倍光速。旅行所花时间是 2.55 年。而地球与星系间的距离，对飞船来说，用尺缩效应计算，结果是 2.19 光年，与上面的计算相符，请自行验证。
既不是4.3年后的，也不是430年后的。光看到的，是凝固在时间中的你；就像你看到的，是凝固在时间中的光一样。在光看来，永远是人生只如初见。我们眼中的世界，光阴荏苒，斗转星移。我们出生，衰老，死去。可看看头顶上的微波背景，那来自宇宙创生时刻的光，越过137亿年的尘埃，却不曾有一丝的变化。光，不知道时间的存在。它们无所谓寒暑易节，无所谓沧海桑田。它们不知道什么叫出生，它们好像从来就在那里。它们从未曾老去。它们就是永恒。——————关于题主的补充问题：如果「经过5年」指的是在地球看来飞船飞了5年，那么在飞船看来，这个过程只持续了2.55年，即飞船觉得他们只飞了2.55年。或许可以说他们看到的是2.55年后的地球。当然这个时间只是飞船「匀速」掠过地球的时间。如果飞船要降落，就要减速，需要考虑具体的减速过程。所以你看，神仙们都会腾云驾雾，一个筋斗十万八千里；所谓天上一天，地下一年，并非神话，而是事实。中国佛道先贤们都是相对论的先驱。（谢邀。）
生命不息,骗赞不止穿越时空（物理学研究方向）_百度百科
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时光旅行一般指穿越时空（物理学研究方向）
在理论上是可行的，人类可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径。为了实现时光旅行，首先建议人们接纳时间作为的观念。他举了一个非常简单的例子：当人们驾驶汽车时，向前直行和向后倒车是第一维，向左或向右转弯是第二维，在山路上爬坡和下坡是第三维，那么时间就是第四维。对于物理学家来说，时光隧道也许就是虫洞。霍金说，虫洞就在我们周围，只是小到肉眼无法看见。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙，比、还要小的空隙被称作“”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。外文名Through time and space提出者隶属学科物理学
英国著名物理学家日前在英国《》上发表文章称，时光之旅在理论上是可行的，人类可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径。
在文章中提出了三种理论上可行的方式。
为了实现，霍金首先建议人们接纳时间作为第四维的观念。他举了一个非常简单的例子：当人们驾驶汽车时，向前直行和向后倒车是第一维，向左或向右转弯是第二维，在山路上爬坡和下坡是第三维，那么时间就是第四维。我们怎样才能找到在第四维前行或后退的路径呢？[1]“”常被人拿来论证时间旅行不可能存在，但有些科学家则不这么认为。
日，澳大利亚昆士兰大学的科学家首次使用两个（）模拟了量子粒子在时间中的旅行并对其“一举一动”进行了研究，结果表明，至少在量子尺度上，时间旅行是可以实现的。研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。
科学家们使用光子（光的单个粒子）来模拟回到过去的量子粒子并对其行为进行了研究。在实验中，他们对一个进行时间旅行的光子可能产生的两种结果进行了考察。第一种结果是：“1号光子”会通过虫洞进入过去并同以前的自己相互作用。第二种结果是：“2号光子”会在正常的时空内行进，但会通过虫洞同一颗卡在时间旅行环—封闭类时曲线（CTC，是物质粒子于时空中的一种世界线，其为“封闭”，亦即会返回起始点）内的光子相互作用。模拟“2号光子”的行为使“1号光子”的行为也能被研究，结果表明，时间旅行在量子尺度上可以实现。就是五维空间。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙，比分子、原子还要小的空隙被称作“”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。
人类也许能够捕获某一个虫洞，将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过，但霍金警告说，不要利用时间机器回到过去，因为这将导致违反基本的。[1]提出，世上应该存在让时间慢下来的地方，以及让加速的地方。时间在太空比在地球运行慢。造成这种影响的原因是地球的质量。发现，物质会减缓时间运行速度，就像是河的下游一样。物体越重，对时间的阻力越大。这种惊人的事实为通向未来的时间旅行开启了大门。
霍金认为，时空旅行的天然“交通工具”是。在银河系中心，拥有银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞，在自身引力作用下，它被压缩为一个点。距离这个超大质量黑洞越近，遭遇的引力就越强。一旦距离其过近，连光线都无法逃脱，会被吞噬。这样的超大质量黑洞对时间具有显著的影响，令其减缓的速度远远超过银河系中的任何物体。这使得它是台“天然的”。
霍金想象能充分利用这种现象。如果某个航天机构正在控制从地球发射的，他们会发现绕轨道运行一圈的时间为16分钟。靠近超大质量黑洞，时间就会慢下来。在这里，引力影响远比地球引力极端。机组人员的时间将会减慢一半。对于原本每圈要耗费的16分钟，他们其实仅经历了8分钟。[2]宇宙中存在着速度限制，即每秒钟18.6万英里(约合30万公里)，亦称光速。任何物体不能超越这一速度。以接近于光速的速度旅行可以将你送达未来世界。
霍金说，如果科学家能够建造速度接近光速的太空船，那么太空船必然不能违反光速是最大速限的法则，导致舱内的时间变慢，这样飞行一个星期就等于是地球上的几年，也就相当于飞进未来。
在人类历史上，速度最快的载人飞船“阿波罗”10号，速度为每小时2.5万英里(约合每小时4万公里)，但要实现在时间中旅行，速度必须是“阿波罗”10号速度的2000倍。
太空飞船里面装载着巨量燃料，不断加速，在一周内，它就可以到达外行星。两年后，它可以达到半光速，飞出太阳系。再两年后它将达到光速的90%，远离地球约30万亿英里。发射四年后，飞船就会开始穿越未来。飞船上每度过一小时，地球上将度过两小时。再经过两年开足马力的旅行，飞船将达到其最高速，也即光速的99%。在这种速度中，飞船上的一天，等于地球上的一年。这时，我们的飞船就真正飞入未来了。
英国曼彻斯特大学粒子物理学教授布赖恩·科克斯说：当我们用大型强子对撞机把粒子加速，达到光速的99%，粒子经历的时间，以我们时间的1/7000速率消逝。太空中的数十年，在地球上可能已过去了数万年。
霍金还表示，时间机器只能带人进入未来，不能带人回到过去，因为回到过去违反了基本的因果论。[1]1895年，英国科幻小说家威尔斯的经典名作《时光机器》问世。此后，在过去与未来之间穿梭就成为了科学家的梦想。俄罗斯学者日前宣称，宇宙间新次元的发现，时光旅行将可成真。
▲黑洞表面时间几近停滞高度移动即可进入未来
天文物理学家发现，在我们生活的三维空间以外，还有另一个新的次元。这让科学家相信，人类可藉由时光机器的帮助，在地球与黑洞之间来回，到达未来或过去。爱因斯坦曾在广义相对论中，预言重力可以减缓时间流逝，黑洞的重力异常强大，因此在黑洞表面，时间相对于地球来说几近停滞。
如果有一台时光机器能载着人从地球到达一个黑洞的表面，以极高的速度移动，就可以在靠近黑洞之后，不被黑洞的重力吸引而安然返回地球，掉进无限遥远的未来。
但是，美国科学界早已进行过多项相关实验，未有任何显著的成果，有学者指出，人体很难不在黑洞表面撞得粉身碎骨。
▲美国5年内制造超时空引擎几分钟内可飞抵月球
美国航空航天局一直在人造卫星上试验宇宙飞船使用的离子引擎，并取得初步成功。据《新科学家》报道，美国航空航天学会(AIAA)2005年度“核能和未来航空”项目大奖的论文中描述了一种“超时空引擎”，就是让飞船以极快的速度飞行，从而进入另一个空间。安装了这种引擎的飞船，可以在几分钟内从地球飞抵月球，美国方面称如果进展顺利，5年后便能建造测试模型飞船。
▲学者称宇宙存在六维时空强力磁场助力时光穿梭
爱因斯坦提出了所谓的“”模型。我们所身处的三维也会向第四维(时间轴)弯曲，就好像二维空间的平面向三维空间弯曲，而形成一个球形。把我们所身处的宇宙想象成这样的一颗球，只不过是向时间轴弯曲而不是向Z轴弯曲。我们所处的空间即是球体的最表面，而从表面往球中心点算进去，就是所谓的子空间。事实上，除了利用子空间场外，一些高密度的星体周围的重力场也会将星体压向宇宙中心点(宇宙模型球体中心)。假设从a点到b点距离为1800万公里，飞船的飞行速度为10万公里/秒，那么所用时间就为(秒)。假设从A点到B点距离为9000万公里，那么飞船从A点到B点的速度就是(万公里/秒)。
从结果可以看出，虽然飞船一直以未超越光速的10万公里/秒飞行，但它从A点飞到B点的速度却为50万公里/秒，已经超越了光速。这就是利用时空扭曲和时空跳跃达成的超光速飞行。
“曲速”就是利用强磁场所产生的子空间力场，让光速的物理限制从真实空间移往子空间来计算。过程如图所示分为几个阶段：
第一阶段，飞船在A点起飞并开始加速；
第二阶段，飞船利用强磁场所产生的力场，向子空间跳跃，来到a点；
第三阶段，飞船在子空间飞行，从a点飞抵b点；
第四阶段，飞船取消强磁场，跳跃回正常空间，来到B点。[3]如果一个人真的“返回过去”，并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母，那么这个跨时间旅行者本人还会不会存在呢？这个问题很明显，如果没有你的外祖母就没有你的母亲，如果没有你的母亲也就没有你，如果没有你，你怎么“返回过去”，并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母。这就是“”。
对于“”，物理界就产生了平等历史(也叫“”)的说法。[4]相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由(Albert Einstein)创立，分为(特殊相对论)和(一般相对论)。相对论的基本假设是，相对性原理和等效原理。相对论和是现代物理学的两大基本支柱。
写的《》里认为即使真的超过光速，也不可能真正穿越时空，只是一个假象，事件将引起时间和空间一系列上的反应，最终使得穿越时空无法实现。当然，也有的科学家对此持不同意见，而且穿越时空的办法并不止一种。至于问题也在《时间简史》中有过详细的论述，同样有好几种不同说法，不过总的来说，历史是以随机性即不确定性为主的，并非一切都固定无误。
和的哲学对爱因斯坦影响很大。认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。
1905年指出，和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而的观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，也是随参照系不同而不同的。他用和提出了。创立了。
狭义相对论是建立在时空观上的一个理论，在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思。
相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。
曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。
著名的麦克尔逊-莫雷实验彻底否定了光的学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理，。
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的内容。比如速度变幻，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，比如一辆火车速度是10m/s，一个人在车上相对车的速度也是10m/s，地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s，而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情况下，这种相对论效应完全可以忽略，但在接近光速时，这种效应明显增大，比如，火车速度是0。99倍光速，人的速度也是0。99倍光速，那么地面观测者的结论不是1。98倍光速，而是0。999949倍光速。车上的人看到后面的射来的光也没有变慢，对他来说也是光速。因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在哪个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。根据狭义相对性原理，是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。
相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。
尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。
由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系。
提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与有很大区别。在不同中，一切物理定律完全等价，没有任何描述上的区别。
第二个原理是光速不变原理：光速在任意内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的，在三维空间中光以光速直线运动，当时，在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折，但不可加速光子。
第三个原理是最著名的。质量有两种，是用来度量物体惯性大小的，起初由定义。引力质量度量物体引力荷的大小，起初由牛顿的万有引力定律定义。
惯性质量联系着惯性力，引力质量与引力相联系。这样，非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。伽利略曾认为才是惯性运动，总会闭合为一个圆。这样提出是为了解释行星运动。他自然被牛顿力学批的体无完肤，然而相对论又将它复活了，行星做的的确是惯性运动，只是不是标准的匀速圆周而已。
黎曼几何是一个庞大的几何公理体系，专门用于研究弯曲空间的各种性质。球面几何只是它极小的一个分支。它不仅可用于研究球面，椭圆面，双曲面等二维曲面，还可用于弯曲空间的研究。就是说如果一种物质以（m/s 一般光速为每秒钟 30万千米）行驶的话，就可以实现穿越时空。相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对A和B，A在地球上，B乘火箭去做，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在哪个参考系中，B都比A年轻。
为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A现实比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。
相对论问世，人们看到的结论就是：四维，有限无边宇宙，，，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。
相对论应用的几何学并不是普通的，而是。黎曼从更高的角度统一了三种几何，三角形内角和不是180度，圆周率也不是3.14等等。当空间存在物质时，物质与时空相互作用，使时空发生了弯曲，这是就要用。
相对论预言了引力波的存在，发现了与引力波都是以光速传播的，否定了的。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，可以观测到被天体挡住的恒星。不久发现著名的，提出了学说。物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。
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