随着人类深空探测技术的日益进步，我们所了解的宇宙，无论是从空间尺度上，还是具体细节上都与100多年前不可同日而语。但是，我们人类能够只身亲赴体验的宇宙环境，目前来看还只涉足到月球，而我们的航天器的最高速度，距离光速也还相差甚远，我们人类的足迹、即使是飞出最远的旅行者号探测器走过的距离，与可观测宇宙的尺度相比，简直不值一提，因此应用光速飞行一直以来都是人类的一个梦想。那么，如果我们坐在光速飞船里，是否一光年的距离也需要走上一年呢？
要回答这个问题，我们得先了解一下狭义相对论关于时空变换的基本前提假设和相关推论结果。
狭义相对论的基本前提假设
牛顿在提出经典力学及基本的时空观之后，物理学领域迎来一次质的飞跃，奠定了现代物理学的基石，牛顿提出的经典力学，反映了物体在低速状态下的运动规律，是一种绝对的时空观，认为时间和空间是两个绝对独立的物理体系，时间与空间的衡量与惯性参照系的运动状态没有关系。然而，在应用牛顿经典力学的时空观来进行电动力学讨论时，发现通过伽利略变换得出的麦克斯韦方程以及在此基础上推导出的系列方程，在不同的惯性参照系中的表达形式发生了差异，而这又是绝对时空观所不能解决的问题。
于是，在上世纪代，爱因斯坦提出了狭义相对论的理论，认为时空不再是两个单独存在的物理量，而是统一的整体，它们都与物体的运动有直接关系，而且会随着物体运动状态的改变而发生改变。狭义相对论有两个基本前提假设：
一是相对性原理，即在所有的惯性参照系中，各种物理定律都具有相同的表达形式。二是光速不变原理，即在一切惯性参照系中，光在真空中的传播速度都是一个恒定值，与光源的运动状态以及观察者本身的运动状态无关。对于第二个前提，有的人可能不太理解，比如提到两条相向而行的光线，在其中一条光线上看第二条光线，其相对速度认为是两部光速，其实这是不正确的。因为在相对论体系之下，当物体运动速度较低，可以应用伽利略变换求得相对速度，而当物体运动速度很快时，则需要运用洛化兹变换（伽利略变换是物体在低速状态下的特殊情况）来进行推导，推导出来的公式为：v=(v+u)/(1+v*u/c^2)，其中v和u分别是两个相对运动参照系内物体的移动速度，v为叠加后的相对速度。通过这个公式我们可以看出，即使两个相向而行的物体移动速度都是光速c，那么叠加后的速度仍然是c，这就是光速不变原理。
狭义相对论推导出来的几个结论
在狭义相对论体系之下，物体的运动成为主宰时空变化的重要因素，而运动是物体的本质属性，不会脱离惯性参照系而单独存在。通过洛仑兹变换，可以将狭义相对论中的物体质量、运动速度、时间变化、空间距离变化等诸多要素，在不同的惯性参照系内加以相对应的转换，从而为揭示物体运动规律提供了丰富的理论依据。
质量和速度之间的相对关系。在狭义相对论体系下，物体拥有运动质量，其和静止质量之间的关系表达式为：m=m0/√（1- v^2/c^2），其中m为物体的运动质量，m0为物体的静止质量。从公式中可以看出，由于c是光速常量，m0为物体的静止质量，也是一个固定值，当物体的运动速度越快，其运动质量m0的值也会越大，而且速度的增长越快，其对应的运动质量的变化幅度也会越明显。当速度达到光速时，运动质量就会接近无穷大。而根据爱因斯坦质能方程，物体加速所需要的能量E=m*c^2－m0*c^2也会变得无穷大，显然这是无法实现的，因此，从相对论理论下推导出来的一个重要结论就是：物体的运动质量会随着运动速度的加大而提高，但有静止质量的物体，其运动速度永远不能加速到光速。所以，只是要在狭义相对论体系之下，宇宙飞船拥有静止质量，我们无法将乘坐宇宙飞船加速到光速，所以运用光速旅行这个愿望一下子就被浇灭了。
空间距离和速度之间的相对关系。在狭义相对论体系下，物体所通过的距离与速度也有相应的转换关系，其表达式为：L＝L*(1-(v^2/c^2))^(1/2)，其中L为在静止参照系下所观测到的物体经过的距离，L为在运动参照系内观测到的物体移动的距离。从这个公式可以看出，物体的运动速度越快，其在运动参照系内观测到的移动距离值就会越小，这就是“尺缩效应”。当物体运动速度达到光速时，从运动物体本身所在的参照系内观测，其实现移动的距离就会变为0。
运动时间和速度之间的相对关系。在狭义相对论体系下，物体运动所经历的时间与速度也有相应的转换关系，其表达式为：T＝T*(1-(v^2/c^2))^(1/2)，其中T为在静止参照系下所观测到的物体运动经历的时间，L为在运动参照系内观测到的物体经历的时间。从中我们可以看出，物体的运动速度越快，其在运动参照系内所观测到的由于物体运动所经历的时间就会越短，科学家们将其称之为“钟慢效应”，也就是说从静止参照系来进行观测，高速运动物体上的钟表时间就会减慢，相当于我们看到的是慢动作。而当运动速度达到光速时，在运动参照系内看时间的流逝，是处于停滞不前的状态的。
总结一下
通过光速进行旅行的确是一件让人心驰神往的事情，而通过狭义相对论及其推导结论，我们可以看出，如果可以达到光速，那么在以光速运行的参照系内，按照尺缩效应和钟慢效应的原是，可以看出其不需要任何时间就可以到达任意远的地方，无论是1光年还是几百亿光年，都是瞬间到达的，只不过从地球这个静止的参照系内来看的话，光线还是需要相应的1年或者几百亿年。另外，由于光线是由光子所组成，光子不具备静止质量，因此可以达到光速，而任何有静止质量的物体，都不可能被加速到光速，因此纯粹的光速旅行在现有物体理论体系内是不可能实现的，只能实现高能量输入下的亚光速飞行，那么在亚光速之下，即使从运动物体参照系的角度来看，其运动也会产生时间差和距离差。比如在0.99倍光速下，到达1光年之外，在亚光速参照系下所需要的时间也得需要0.左右；而在0.999倍光速下，到达1光年之外所需的时间可以缩短到0.045年。
