著名宇宙電影星際穿越中有一個片段說是在這個星球上一小時等於地球七年,爲什麼?

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這個現象源自愛因斯坦的廣義相對論,被稱之為引力時間膨脹效應。相對論表明,時空都是相對的,宇宙中沒有絕對統一的時間流逝速率。對於處在不同引力場中的觀察者,他們之間的時間流逝速率是不同的。在弱引力場中的觀察者會測得強引力場中的時間流逝速率慢於自己,而且引力場越強,時間過得越慢。換言之,遠離大質量天體的時鐘走得比靠近該天體的時鐘更快。

引力時間膨脹效應已經被實驗所證實,而且也被應用於實際之中。雖然地球在其周圍所產生的引力場較弱,但依然可以測得這種現象。例如,GPS衛星距離地球表面大約兩萬公里,它們所處的引力場要弱於地球表面,所以GPS衛星攜帶的時鐘走得比地面時鐘更快,通過計算可知,衛星時鐘每天累計快了大約45微秒。雖然這個差別很小,但要知道光速大約為30萬千米每秒,因此,由於引力時間膨脹效應,GPS衛星每天累計的定位誤差達到了13.5千米。可見,如果不對GPS衛星的時鐘進行校準,就無法實現準確定位(另外還需考慮狹義相對論帶來的時間膨脹效應)。

在電影《星際穿越》中,主角等人在穿過蟲洞之後先去了米勒行星。這顆行星十分特別,因為它繞著一個名為卡岡都亞的黑洞運動。由於黑洞產生的引力場極強,米勒行星又十分靠近這個黑洞,所以導致這顆星球上的時間流逝速率遠遠慢於地球上,從而使得米勒行星上的一個小時相當於地球上的七年,兩者相差了6.1萬倍。


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確實不一樣,這裡牽扯到愛因斯坦的相對論,強大的引力會讓時間變慢,不過這行變慢是相對的,相對於引力較弱的時間流逝而言!

比如說,嚴格來講,我們人類再地球上的時間流逝速度並不完全一樣,如果你住在10樓,你的時間流逝速度會比住在一樓的人的時間流逝快一些,因為一樓的人受到地球引力較大。不過這種差異實在太小了,我們根本感覺不到,所以忽略不計!

但是在引力強大無比的黑洞附近,這種“時間膨脹效應”就非常明顯了。如果在我在黑洞外面觀察你逐漸靠近黑洞的過程,會發現你的時間流逝越來越慢,最終達到“事件視界”時,你完全靜止下來!

但是對於你本人來說,如果你只觀察自己,完全感受不到你的時間在變慢,必須尋找外界的參照物(這就是相對的概念)才能感受到!

而電影《星際穿越》裡的一個前段講述的就是這樣的過程,只有當主人公回到地球了,它才發現自己的時間變慢了,因為他自我感覺只過去了一個小時,而地球上已經過了七年!如果主人公不回地球,一直呆在黑洞附近,他就體驗不到這種“時間膨脹效應”!

這就是愛因斯坦相對論最近顛覆性的時空觀,它徹底改變了我們對時間的認知!讓我們知道時間並不是絕對的,時間的這種特性也讓我們有了穿越的可能性!


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答:這是廣義相對論的結果,引力越強的地方,時間流逝越慢。


在電影《星際穿越》中,黑洞的名稱叫做“卡岡圖雅”,質量為一億倍太陽質量。

男主庫珀、女主布蘭德和另外一位人員,一起登陸的叫做米勒星球,米勒星球是一顆圍繞卡岡圖雅黑洞繞行的星球。



因為米勒星球距離黑洞太近,所以米勒星球上,受到黑洞的引力影響較大,根據廣義相對論的推論,米勒星球上的時間膨脹效應更明顯。


但是,時間是相對的,米勒星球上時間流逝慢,是相對於地球而言,所以才有了米勒星球上過了一小時,地球上卻過了7年,這就是相對論的無情之處。



當然,這一切必須在黑洞視界之外,一旦進入了黑洞視界內,目前人類的理論就無法描述了,裡面將會是另外一番景象。


至於《星際迷航》的男主庫珀,進入黑洞視界之後,發生和看到的景象,完全是電影製作者,靠著天馬行空的想象而來。



目前為止,眾多實驗已經驗證了廣義相對論的預言,比如引力紅移效應、愛因斯坦環,水星進動、光線彎曲、引力波等等。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


那些覺得我吹牛逼的,留言,我幫你們彙集問題給原作者,因為這不是我吹牛逼的。


人要是掉進宇宙黑洞裡,會發生什麼?這是很多科幻電影都描寫過的情節,比如《星際穿越》的男主角就跳進了黑洞,等他出來以後,之前只有幾歲大的女兒已經變成老太婆了,那麼,如果人真要掉進黑洞,會這樣嗎?最近南京紫金山天文臺的研究員李程遠,從科學的角度解答了一下,真要掉進黑洞,會發生什麼。

如果宇宙中真的存在這種黑洞,人又能掉進去,那麼根據愛因斯坦的廣義相對論推演,接下來的情況是這樣的。

首先,是旁觀者的角度。比如《星際穿越》的男主角,朝黑洞縱身一躍,外面的小夥伴會看到什麼呢?會看到他的動作越來越慢,表情越變越僵,最終他會在黑洞表面完全停止,你想要看到他掉進黑洞,那需要無限長的時間!

第二個角度是當事人的角度。對於跳進黑洞的男主角來說,沒覺得自己的時間有什麼變化,但反過來,外部世界的時間對他來說是越來越快的,星星到處亂飛很快就衰老爆炸,星系跟蛇一樣抖動飛散消失,短短一瞬間,整個宇宙就演化到了盡頭!

這就是時間上的相對論,外面看裡面是時間無限長,裡面看外面是時間無限短,所以即使我們的男主角能從黑洞裡出來,他也不可能見到自己的女兒,因為對他而言,跳進黑洞那一瞬間,宇宙已經滅亡了!

你看,相對論告訴我們時間的相對性,但跳進黑洞再回來,是絕不可能的。

撰稿:李程遠博士 紫金山天文臺研究員 講述:傑克糖


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地球一天的時間是地球自傳一圈的時間,也就是二十四小時,各個星球自傳公轉時間都不一樣,木星自傳一圈可能是地球時間三十小時,哪木星人曆法和一天時間會和地球一樣嗎?長度也好時間也好,都是人類在地球上可行,我們地球上溫度還分華式和攝氏度呢,華式九十度等於多少攝氏度,


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主要原理基於愛因斯坦的廣義相對論,該理論認為引力越大的地方,時間流逝越慢。

諾蘭大神的《星際穿越》中主角穿過蟲洞,進行空間跳躍來到彌勒行星,這顆行星最大的特點就是圍繞著一顆名為卡岡都亞的黑洞在運動。黑洞也是廣義相對論的重要推論之一,其引力巨大,這樣會導致周圍的時間流逝速率很慢,主角所在的彌勒行星上時間流逝就會慢的多。

對於主角等人並不會感覺到時間變化的異常,這也被稱作廣義相對論的時間膨脹效應。

講到了時間膨脹就不得不說一下狹義相對論。

個人認為所產生的這種1小時等於地球七年情況,狹義相對論也在起著作用,也就是說產生的時間膨脹效應是兩種情況的疊加。

#圖片來自星際穿越#

宇宙中每個地方的時間是不一樣的

前邊已經說過廣義相對論的理論認為引力可以導致時間流失速度變慢,那麼只要所處的引力場不同,時間就會不同。


以上是我的答案,如果你喜歡,歡迎關注留言點評。


科學黑洞


因為你去那個星球上呆一個小時,回地球后會發現你已經穿越到了七年後.

或者你去地球呆七年,回那個星球會發現剛剛過了一個小時.

沒人能在地球和那個星球之間切換,一次也不行.

所謂達到光速怎樣怎樣,就和一個人蹦的足夠高能飛出地球一樣只能理論,不可實現.


海括天空4


應該是越靠近黑洞,所有物體的行為越慢。正確的解釋是當你所處的位置引力越大,你的所有動作都會變慢,但你感覺不到。而如果有一個人在相對於你的位置來說,引力較小的位置觀察你的時候,就能觀察到你的所有行動都是慢動作,就像觀看慢放視頻一樣。你可以想象觀看一部一年時長的電影,慢放七倍速,你就需要七年的時間看完他。所以你去黑洞裡附近轉悠一圈再出來,自己感覺一年時間,其實外面已經過了七年。


暮良-文王


這是運動的相對性問題吧?引力場的作用力應該影響了運動的相對規律,造成判斷時間的參照物與觀察者之間的運動軌跡發生變化,影響了判斷時間的裝置。猜測是這樣。事實上,人類至今也沒有辦法在遠離太陽系的外太空建立精確的與地球同步的時間體系,因為人類除了還沒有辦法去太陽系外探測外,還無法解釋時間本身是個什麼東西這一問題。我們現在所說的時間,是地球物理和天文環境下觀測物體運動軌跡推算出來的規律,是狹義的時間。這個規律一旦離開太陽系,就失去了參照物,變得複雜多變、毫無意義。時間它客觀來看或者是運動的過程,但沒有運動的空間真的存在嗎?如果要把時間從運動這個規律的基礎上拿開,那麼時間究竟是什麼?


Comfunny


謝邀請,那是因為地球的所謂時間是地球人定的,而宇宙是按自身規律在運轉,不會依人的意志而轉移。宇宙沒有統一的時間表,也不可能有。就像人面前一列車高速奔馳而去,而人並沒有動。

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