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为什么在星际穿越里的海洋星球上一小时等于七年

来源:网络 作者:佚名 时间:04-10 手机版

根据爱因斯坦的理论,运动的时钟会变慢,他们在的那个星球是围绕一颗黑洞旋转的,这颗星球需要极大地的运转速度来保持不被黑洞吸进去,所以说是高速围绕黑洞旋转,这样这波宇航员上去之后也处在高速运动之中,所以相对于地球上的人来说宇航员的时钟变慢。

星际穿越1小时7年怎么解释

根据相对论,时间和质量和速度成反比,巨浪星球接近黑洞,巨大的质量让时间变慢,在那里1个小时等于地球的7年有点夸张成分,但有理论支持。


光的速度是永恒不变的,无论观测者和光源做什么运动,光的速度永远不变。先看一个公式,假设马大少在天上飞,女儿在地上追。根据时间效应的公式:


T=T0/(√1-(v^2/c^2))


T0是飞船上经过的时间,T是我们站着的这个世界经过的时间。


可以看出来,V越接近C,分母就越小,我们现在站在这个世界上,T是不变的,所以飞船上经过的时间比我们慢得多,飞船越接近光速,他们相对于我们的时间越慢。


假设一个飞船现在以一半光速的速度行驶,最后T0=0.87T,也就是说地球上过了一天,飞船上只过了0.87天,但电影里有一句话,飞船以非常贴近光速的速度行驶,按99.9%算吧,结果明显一些。


解出来T0=0.01414T,也就是说地球上过一年的话,飞船上只过了五天。当然真正所说的近光速99.9后面还有一串9,最终计算是差不多的,所以夸张的讲飞船上1小时地球上过了7年。



扩展资料:


广义相对论指出,所有的引力或者说加速度都可以等效于时空弯曲,所有的非惯性系可以解读为具有时空弯曲的惯性系。


速度是对称的,在A看来B具有速度,等效于在B看来A具有速度,在这个体系下无法解释A跟B产生差异的原因。


而在经典物理中我们可能会认为加速度也是对称的,但把具有加速度的参考系解读为时空弯曲意味着:加速度必定是不对称的,在A看来B的时空弯曲A的时空平直,在B看来依然是B的时空弯曲A时空平直。所以时间流速慢的一定是B不是A。


只要经历速度改变,就必然要经历一段时空弯曲,时间流速更慢的那个人,一定就是经历过更多弯曲时空的那个人,在双生子佯谬中,曾经两次乘坐宇宙飞船,经历过两次加速两次减速的那位,经历了四次时空弯曲,他就一定会是更年轻的那位。


黑洞会弯曲时空,在那个离黑洞非常近的星球,时空弯曲非常严重,时空流速变得非常慢,在平直时空看起来,该星球上的人都在做慢动作。


在那里呆一小会儿,外面看起来七年就过去了,变慢的原因与速度无关,与加速度有关,而加速度又可以解读为时空弯曲,所以时间变慢实质上就正是因为时空弯曲。

星际穿越一小时等于七年的桥段,有何科学依据?

相对论认为,引力变化会引起时间变化,这就是星际穿越中这个桥段的科学依据。克里斯托弗诺兰可以说是当世影坛中最负盛名的导演之一,在全世界拥有着数量庞大的影迷,小编作为豆瓣用户,也算是这位鬼才导演的粉丝之一。克里斯托弗诺兰的代表作可谓就是《星际穿越》,《黑暗骑士》和《致命魔术》了。其中星际穿越可以说是他在网络上引发最大热议的一部电影。在这部电影中,主人公曾经进行了“黑洞穿越”,一个小时之后,地球已经过去了七年之久。这有何根据呢?

首先,很多人认为这是作者为了剧情需要杜撰出来的桥段,这是不对的。其实星际穿越在科学性上有着相当充分的权威:诺兰为了这部电影做了不少的准备工作,而它的科学顾问就是著名物理学家索恩,没错,现在被人所津津乐道的引力波就是他一手发现的。他在当代物理学界中,享有着不逊色于史蒂芬霍金的声誉,可以说是当代最伟大的物理学家之一。星际穿越中的这个桥段,也是索恩在考虑之下的结果。

根据爱因斯坦的狭义相对论,时间并不是绝对的,引力场就可以影响时间的流逝。我们都知道,上世纪物理学家爱因斯坦所提出的“狭义相对论”彻底改变了我们以往认为的“绝对”时空观。在他的理论构建下,时间空间可以被很多因素所影响,比如说“光速”就是:“天上方一日,世上已千年”;而引力场中的引力越强,人类所体验到的时间也就会越慢。在电影中,男主人公是穿越到了黑洞当中去,黑洞中的引力可谓是不言而喻,“黑洞一小时”堪比“地球七年”绝对不是无稽之谈。

综上所述,电影中的这个桥段的科学依据就是爱因斯坦的狭义相对论。

《星际穿越》中有个星球,星球上的7年等于地球的1小时这是由什么造成的?

这种现象是真实存在的,并不是科幻思想,而是真实的科学理论。是由于引力过大造成的“引力时间膨胀”效应,简单说,就是引力越大,时间就过得越慢,具体慢多少,有一个具体公式可以加以计算,这里不再列举,有兴趣的可以搜索计算,并不难!

这个现象源自爱因斯坦的广义相对论,被称之为引力时间膨胀效应。相对论表明,时空都是相对的,宇宙中没有绝对统一的时间流逝速率。

对于处在不同引力场中的观察者,他们之间的时间流逝速率是不同的。在弱引力场中的观察者会测得强引力场中的时间流逝速率慢于自己,而且引力场越强,时间过得越慢。换言之,远离大质量天体的时钟走得比靠近该天体的时钟更快。

引力时间膨胀效应已经被实验所证实,而且也被应用于实际之中。虽然地球在其周围所产生的引力场较弱,但依然可以测得这种现象。例如,GPS卫星距离地球表面大约两万公里,它们所处的引力场要弱于地球表面,所以GPS卫星携带的时钟走得比地面时钟更快,通过计算可知,卫星时钟每天累计快了大约45微秒。

虽然这个差别很小,但要知道光速大约为30万千米每秒,因此,由于引力时间膨胀效应,GPS卫星每天累计的定位误差达到了13.5千米。可见,如果不对GPS卫星的时钟进行校准,就无法实现准确定位(另外还需考虑狭义相对论带来的时间膨胀效应)。

在电影《星际穿越》中,主角等人在穿过虫洞之后先去了米勒行星。这颗行星十分特别,因为它绕着一个名为卡冈都亚的黑洞运动。

由于黑洞产生的引力场极强,米勒行星又十分靠近这个黑洞,所以导致这颗星球上的时间流逝速率远远慢于地球上,从而使得米勒行星上的一个小时相当于地球上的七年,两者相差了6.1万倍。

在《星际穿越》中,为什么米勒行星上的一小时相当于地球上的七年?

这是《星际穿越》中假设的米勒行星,在该行星上一小时,相当于地球上过了七年,时间膨胀比达到了8700多倍,原因是受到广义相对论效应的影响。

古时候有天上一天,地上一年的说法,在宇宙中还真实存在这样的情况;因为相对论指出,时间是可以压缩或者拉长的,在引力非常强的地方,空间维度和时间维度会发生严重弯曲。黑洞就是相对论预言的天体之一,在上世纪被天文学证实存在,广义相对论描述了时间和空间,在强引力下的弯曲情况,对于黑洞视界外的相对时间,可以近似满足以下公式:


对于黑洞这样的极端天体,黑洞视界内的时空弯曲情况非常复杂,黑洞外部只要距离足够远,就可以把黑洞看做一个点质量,用相对论的弱场公式来分析。电影《星际穿越》中,米勒行星位于卡冈图雅黑洞附近,卡冈图雅黑洞的质量在电影中被假定为1亿倍太阳质量,如果以此计算,该黑洞视界半径大约有3亿公里,是日地距离的2倍。

米勒行星受黑洞引力的影响,导致米勒星球上的时间膨胀效应非常明显,男女主角在米勒星球上的几个小时,外界却过了23年,时间膨胀比是8700多倍。如此计算的话,米勒星球距离卡冈图雅黑洞的视界,只有几万公里远;影片为了情节需要,忽略了很多科学性,比如近距离下,黑洞产生的潮汐力非常大,但是在影片中忽略了这点。

《星际穿越》黑洞旁星球一小时为何等于地球七年?

如果在地球上或与地球时间流速相当的地方观看直播,星球上面的动作大约会放慢6万倍……

电影里设定的那个星球上时间一小时约等于地球7年,7×365×24=61320......倍。电影里说一小时等于7年本来就不是一个精确数,而是以个很笼统的数字,它总不能说等于地球七年零310天吧……所以你就认为他们相差6万倍就可以了。


如果对库珀他们的登陆全过程进行直播,那么它确实会放慢6万倍。由于一般无线电通讯都要调频,用预定的频率发射和接收,而登陆过程其实时间一直在变化,导致信号频率也会一直在变化,因此通过无线电调频通信的方式会变得很困难。因此我们直接拿望远镜看好了,当然得超厉害的望远镜。然而这还是会因波长变化过大而导致上面绝大部分电磁波都离开可见光波段,因此上面的画面会严重变暗和变红。事实上最开始的可见光已经变成厘米波段了,这比人类拍摄到的第一张黑洞所用的波长还长……


所以为了获得稳定的图像,最好在望远镜上安装全波段电子感光元件,自动适应信号波长并自动调节亮度,嗯……得能对厘米波成像的感光元件……


虽然观测方法问题解决了(强行解决),然而还有一个问题就是行星正高速绕黑洞公转,这除了产生强烈的多普勒频移,还会由于方位变化而导致登陆地点背离我们视线。

你可能会想,电影里的黑洞不是360度无死角的吗?背后的吸积盘都绕到正面来了,然而那是因为吸积盘非常接近黑洞表面,空间弯曲异常明显,最关键的是吸积盘是一个处于赤道上的薄盘面,我们看到的是吸积盘上下的方向,而不是吸积盘后面的方向,后面的方向应该是在吸积盘的边缘。


对于绕到黑洞后方的恒星来说,虽然由于空间弯曲,我们依然能在正面观测到它,但它并非如黑洞一样360度无死角的,它背后的着陆点我们很可能就看不见了,即使方位比较合适,比如在南北极,影像能通过引力透镜绕过来,但比在黑洞前方更严重n倍的引力红移和远离方向时的多普勒红移将导致波长进一步下降……我觉得继续观测会变得很困难,同时多普勒效应导致画面时快时慢,并不会恒定为6万倍慢放。

星际穿越 为什么一小时等于七年

根据爱因斯坦的理论,运动的时钟会变慢(相对于静止的人来说),他们在的那个星球(一小时=地球7年的那颗)是围绕一颗黑洞旋转的,这颗星球需要极大地的运转速度来保持不被黑洞吸进去,所以说是高速围绕黑洞旋转,这样这波宇航员上去之后也处在高速运动之中,所以相对于地球上的人来说宇航员的时钟变慢。大概这个意思吧,更详细的我也不懂。

星际穿越中 巨浪星球上 时间的问题?一小时怎么会相当于地球上7年的?

时间是相对的;时间是跟物体有关的,是跟物体的运动轨迹有关的.那个星球因为太靠近黑洞了,运动轨迹也不正常,然后因为黑洞引力的关系虽然水很浅但是由于黑洞引力非常大导致有很高的浪,地球的潮汐现象就是因为月球引力;
因为那个星球的轨道已经被黑洞完全影响了,所以时间相对外部空间就差得非常多,女主布兰德也说了,就是在几分钟前着陆到那个星球的队员才死;
后面他们回到飞船那个黑人队友说他们离开了23年,那个黑人队友胡子都发白了;

电影星际穿越里的水星上的时间和地球时间差距怎么那么大,还有那个巨浪怎么形成的

那个是Miller星,本来跟地球一样有海洋覆盖,因为接近黑洞,受引力影响形成巨大潮汐。地球上的潮汐是月亮引力造成的,Miller星巨大潮汐是黑洞引力造成的,想象下黑洞引力是月亮的多少万倍?正因为大部分海水都被吸起来,只剩下薄薄一层两尺深(2feet)的浅水。
Miller星不但不适宜人类居住,一切东西都会被潮汐摧毁。Miller的飞船就被打成碎片,但是为什么Miller的飞船还是发出了信号呢?因为星球收到黑洞引力影响,时间过得特别慢,星球上的一小时,等于外面的7年。Miller在那里坠毁或者被潮汐打烂,可能只是几十分钟前的事,但是在外面的世界却过去了几年。
Miller的故事其实很悲催,想象下她降落了,发现这里天很蓝水很清,很高兴的给地球那边发了个信号说“喂这里环境很好”。话音刚落,轰的一声,她就拜拜了。

星际穿越里一小时七年怎么解释黑人比他们老的快,是因为人体细胞长得慢了吗

晕死了,你就看看狭义相对论你就懂了。这不是细胞快慢的问题。从根本上就是时空是相对的,不管处于何地速度都是一样的,只是两地相对起来时间差别。别外时间和空间本质也是相同的,也不可分割的,合在一起叫时空。就如质能一样,能量可等于质量,反之质量也可变为能量,质能方程式E=MC2。
引力其实是不存在的,只是大质量物体会扭曲周围的时间和空间,使时空产生曲率。这么解释下吧,一张四周绷紧的很大的弹性布,你把布面想成平坦的时空。你往上面放个大铁球,算是太阳,它会在周围把布压出一个凹,等于时空(布面)被扭曲了。这时你再放个小球上去,算是地球,毫无疑问,小球会滚向大球压陷的地方,最终撞上大球。当然大球也会略向小球滚一点点,就看谁大谁小,谁重了。这就是“引力现象”。如果不计摩擦力的话,你拿几个小球扔过去给个初始速度,只要没正中大球的话,小球就会一直绕着大球转椭圆圈,初始速度快的,轨道半径就大些,比如冥王星,这就是我们太阳系的真实情况。当然,速度够快,小球只受曲率改变一点点方向,就直接就冲出布的范围了,越来越远,因为达到大球(太阳)的逃逸速度了。由于有质量的球周围时空有曲率,不管什么东西经过必然会改变方向,速度越快的改变越小,光这很快但速度有限制,太阳质量对它的改变不明显,反之如果是黑洞,光也会被严重改变方向,甚至环绕,甚至掉下去永远不会弹回来,进入你的眼睛,所以你无法直接看见黑洞,只能与周围星空光线对比才能发现它的存在。
为什么要说到这个广义相对论内容呢,就是想让你理解,时空不是平坦的,受质量影响。离大质量物体越近的空间扭曲越严重,以至出现明显的时间差。黑洞这东西等于是把视界内的空间压穿了,曲率无穷大,不管你给小球多快的速度进入视界,都不会环绕,更不可能冲出来,连光这么快都直接掉下去,而掉下去的东西永远消失了。黑洞吃人不吐骨的。
写得乱,详细要说很久,跳着说你可能不懂。推荐看下《时间简史》,现代最牛的物理学家,史帝芬 霍金写的,以最通俗的方法解释了相对论和量子力学。

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