对于各类科幻电影中的星际飞船，人类什么时候能造出来？
星际飞船从字面上理解就是能从一个恒星系飞到另一个恒星系的飞船，而距离太阳系最新的恒星系4.22光年之外的比邻星，对于人类来说在有生之年到达比邻星并安全返回的飞船才是真正的星际飞船。1977年发射的旅行者一号42年飞了20光时，已经飞出太阳系日球层的它还在以17km/s的速度向着太阳系边缘飞去，考虑到太阳系半径一光年，旅行者一号至少还需要1.7万年才能飞出包裹太阳系的奥尔特云。
很显然17km/s的速度远远达不到星际航行的需求，170km/s的速度显然也不可能。如果未来人均寿命可以达到100岁的话，用十分之一光速前往比邻星再返回就只需要80年左右，这几乎就是我们能接受的最低级的星际飞船了。我们现在的航天速度一直徘徊在光速的万分之一到千分之一，这是由于化学动力火箭的性质决定的，因此要想制造星际飞船就必须换一个更强大的动力源，比如可控核聚变。
虽然我们已经利用核能发电半个多世纪了，但用来发电的只是可控核裂变而不是可控核聚变，要知道后者的能量释放是前者的数倍而且没有任何污染和辐射，因此世界各国都在钻研可控核聚变技术。如果50年后可控核聚变反应堆投入商用开始并网发电，那么意味着可控核聚变反应堆在此之前就装上了大型军事作战平台，很可能就是宇宙战舰或者巨型太空城，届时依靠可控核聚变的巨大能量人类的宇航速度也能突破到光速的十分之一甚至更多。
如果一个人乘坐宇宙飞船以接近光速的速度飞行一年，他本身能意识到他寿命被延长了吗？
不会的，宇宙飞船上的人过一年的感受与在地球上不会有任何的差异，一年还是一年的时长，他的寿命也不会被延长。时间的相对性是对于不同的参照系而言，对于同一个参照系，时间的流逝速率并无快慢之说。举个具体例子，假如甲乘坐速度为99.995%光速的宇宙飞船离开地球，在太空中飞行1年后回到地球上。对于甲而言，他的太空之旅持续了1年，并且飞行距离大约为1光年。
当甲回到地球后，他就会认为自己多了一岁。但对于地球上的观察者而言，情况就完全不同了。根据狭义相对论的时间膨胀效应，地球上的观察者会认为甲的太空之旅持续了1/√[1-(0.99995c/c)^2]=100年（忽略飞船加速和减速的时间），飞行距离大约为100光年。这就是狭义相对论所说的时间膨胀效应和长度收缩效应，时间和空间对于不同参照系而言是不同的，在相对速度越快的参照系中，观察者测得的时间越慢，长度越短。
再次强调一下，时间流逝速率的快慢只有在不同参照系之间进行比较时才有意义。无论宇宙飞船飞得有快，飞船上的人都不会感受到时间变慢，寿命变长。对飞船上的人来说，他的一生只有短短数十载，与生活在地球上的人没有任何区别。但在地球上的人看来，飞船上的人的寿命很长。如果甲的一生都在速度为99.995%光速的宇宙飞船上度过，那么，地球上的人会认为甲的寿命达到数千年，但这并无实际意义，除非甲回到地球上。
当一个人坐宇宙飞船以0.99倍的光速相对地球运动，一年后回到地球，是穿越到未来么？
这是一个关于时间膨胀的话题。关于这个话题过去说过多次，既然很多人还有兴趣，就简单通俗地再说说。不过光速的99%速度航行，时间膨胀效应并不大，可能令这位想看到奇迹的朋友失望。爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论，是现代物理学的重要基础，它与崛起的量子力学理论共同搭建起了现代物理学的框架。在狭义相对论中，爱因斯坦论证了在不同坐标系时间的相对性和距离概念的相对性，从而得出时间膨胀理论。
低速系时间膨胀不明显速度时间膨胀理论是指在运动速度越高的坐标系中，时间流速会越慢，距离概念会缩短，这就是所谓的尺缩钟慢效应。但这种效应在一般低速系统并不明显，如我们日常生活以为的“高速”飞机甚至火箭中，虽然也会发生时间膨胀效应，但很微小。爱因斯坦狭义相对论中给出的速度时间膨胀公式为：t‘=t/√[1-(v/c)²]，式中，t‘是速度时间膨胀效应值；t是低速系观测者第一个时钟时间记录；v是第二个时钟相对第一个时钟的移动速度；c为光速。
根据这个公式，我们可以计算出，在迄今人类交通工具创造的速度下，时间膨胀效应是极小的。即便乘坐每秒7km的宇宙飞船，时间膨胀也是极小。根据上述公式计算，乘坐这种速度飞船的人们，只比地球坐标系时间慢3.89*10^-17，就是10亿亿分之3.89。我们按天文学采用的儒略年计算，1年为365.25天，为31557600秒，这样乘坐在每秒7km宇宙飞船中的人们，1年就比地球人时间慢了约0.00000000123秒，也就是十亿分之1.23秒。
如果一位宇航员在这种速度飞船中度过100年，所经历的时间也只比地球人减慢了1千万分之1.23秒。所以理论上说宇航员会比生活在地球上的人长寿，不是指乘坐这种速度飞船的宇航员，而是指乘坐接近光速飞船的宇航员。如果在这种低速中，宇航员不但不会长寿，这点速度连重力减小导致的时间变快都抵消不了，而且太空失重状态和比地表大很多的辐射，还会导致宇航员们的身体健康受到损害。
接近光速的高速系统，时间膨胀才明显如果乘坐在0.99倍光速的飞船里，乘员的时间膨胀效应就比较明显了。根据上述公式计算，在0.99倍光速中，时间膨胀效应会达到7倍，如果这位宇航员在宇宙飞船中过了1年，地球人就过了7年。如果飞船是按地球时间1年回来，那飞船中的人就只过了1/7年，因此短期看起来并不大。因此，这位宇航员也算“穿越”到了未来，只不过过了几年而已。
但这位宇航员如果按飞船时钟旅行了10年回来，地球人就已经过了70年了，那时留在地球的儿子就宇航员离开时的爹还要老了。速度时间膨胀效应是越接近光速，膨胀效应会呈指数级提升。速度如果达到光速的0.9999倍，时间膨胀效应就达到70倍；达到光速的0.999999倍，则膨胀效应达到707倍。以此类推，每在后面增加两个9，时间膨胀效应就会提升10倍。
因此，如果乘坐一艘达到光速0.99999999999999倍的飞船，前往距我们254万光年的仙女座星系飞一个来回，飞船里的人们只感觉过了8个多月，地球人已经过去了500万年，这时的地球早就物是人非沧海桑田了。如果那时候地球还有人类存在，回来的宇航员就成了祖宗的祖先了。这是因为在这个速度下，时间膨胀达到了707万倍，也就是飞船上的人过了1天，地球人就过去了707万天。
但需要说明的是，宇航员们的寿命并没有延长，他们的感受是过了一天还是一天，和在地球上过的时间没什么两样。结论：时间膨胀效应接近光速时变化才会更显著。达到光速0.4~0.5倍时，时间膨胀效应就有了1.1倍左右；当达到光速0.9倍时，时间膨胀效应达到约2.3倍；达到0.99倍时，时间膨胀效应达到了70倍。小数点后面每增加两个9，时间膨胀效应增加10倍，以致无穷。
这只是理论值，真实的宇宙航行中，有提速减速过程，还有引力影响因素。根据广义相对论，引力越大的参考系，时间过得越慢，反之越快。而且根据质速关系的质增效应，随着速度提升，所需驱动的能量和飞船的动质量越大，这种质增效应与时间膨胀效应成正比。因此，要让飞船达到光速，所需能量和飞船动量将达到无穷大，宇宙只能也不是无穷大，因此这是悖论。
这就是有质量物体不可能达到光速，更不可能超越光速的道理。即便让飞船接近光速，也是一个极难以攻克的课题。人类要突破宇宙航行速度瓶颈，很可能要另辟蹊径，就是通过曲速引擎或虫洞穿越的方式进行，这两种方式理论上可以达到超越光速很多倍到达目的地。但这两种方式不是直接提升飞船速度，而是通过“缩地法”（折叠空间）和“抄近道”（时空隧道）的方法“跨越”到目的地，因此不违背光速藩篱原则，也不会出现时间膨胀效应。
