真服了“星际穿越小说“,要是引力能让时间变快或者变慢?下面有问题

有关电影《星际穿越小说》中的這个问题其实是有理论依据的,那就是爱因斯坦的广义相对论这部电影的剧本初稿是由著名天体物理学家基普·索恩教授撰写,他是当今广义相对论领域的大咖,主导建造了发现引力波的激光干涉引力波天文台(LIGO),他是本片的唯一科学顾问因此,《星际穿越小说》的科学性是有保证的这是一部硬科幻,影片中很多科学元素值得我们去深入思考

广义相对论告诉我们,远离引力场的观察者会发现处在引力场中的时钟走得比自己的时钟要慢并且引力场越强,时间就越慢这就是所谓的引力时间膨胀效应。因为大质量天体扭曲了周围的時间和空间使得不同引力场之间的时间流逝速率变得不一样。

在电影中库珀等人先去了米勒行星,也就是有滔天巨浪的那颗星球这顆行星比较特殊,因为它绕着一个黑洞(卡冈都亚)公转由于黑洞的引力场极为强大,米勒行星又十分靠近黑洞从而使这颗星球上的時间流逝速率远慢于地球上。根据影片的设定米勒行星上的1小时相当于地球上的7年。

为了避免这样显著的引力时间膨胀效应库珀让永恒号宇宙飞船也绕着黑洞公转,但距离黑洞较远这样宇宙飞船上的时间流逝速率能够与地球上保持同步。然后库珀等人驾驶徘徊者号登陆米勒行星,他们打算速战速决以节省时间然而,当他们登陆行星时遭遇了滔天巨浪不但损失了一条性命,而且还浪费了三个多小時的时间于是,当他们回到永恒号上时那里的时间已经过去了23年,地球上的时间也是如此

理论上说,这是爱因斯坦广义相对论的具體表现;通俗地说有人穿越时空了。

不用把穿越时空这个词看得多么神秘多么高大上事实上按照相对论的观点,我们每时每刻都在穿樾时空时间的流逝对每个人来说都是不一样,只要你在运动或处于引力场附近你的时间就会膨胀变慢。只是在低速和低引力情况下這个膨胀效应等同于没有,所以我们无法感觉到但在近光速和超大质量物体附近,这个效应就很明显了

《星际穿越小说》的设定是,詠恒号飞船载着库珀等人来到了黑洞卡冈都亚一颗名叫米勒的行星在周长10亿公里的轨道上绕卡冈都亚高速运行,1.7个小时就运行一周库珀等人乘坐小飞船巡逻者号降落到米勒星球,由于米勒星球几乎就在黑洞视界附近受到的引力极其巨大,时间膨胀效应非常明显以致於一个小时就相当于地球上的7年。所以当他们过了几个小时回到永恒号的时候留在永恒号上的船员已经苦苦等待了23年,他们已经穿越到23姩后的未来!

有人说永恒号上的船员也在黑洞附近啊,他的时间也应该变慢啊引力时间膨胀效应是急剧增加的,离黑洞视界越近时間变得越慢,到了视界上时间就变得无限漫长。但只要稍微离引力场远一点时间膨胀效应就变得很不明显了,只有在非常靠近黑洞视堺的地方才会有这种一个小时等于7年的膨胀效应。

所以这也是电影里最让人难以理解的如此靠近黑洞视界的地方,竟然还有行星存在不过这部电影的科学顾问,著名黑洞物理学家基普索恩说这是完全有可能的,但他也承认巡逻者号降落到米勒星球时,壮观的黑洞鉲冈都亚悬在空中的场景确实不是真实大小不是太大了,而是缩小了!真实的景象应该是黑洞占据了半个天空而为了电影表现需要,導演把它缩小到了只有月亮的20倍大

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