為什么在太空時間很慢,為什么一個物體運動速度越快

你會很容易發現,速度越大(V越大),時間會越慢 。如果速度達到光速,時間將為0,這意味著時間停止了 。從以上各種現象來看,長期生活在太空環境中的人類一定比地面上的人衰老得更快 。如果光子鐘處于靜止狀態,你(靜止狀態)觀察光子的運動很簡單,就是上下來回運動,運動時間很容易計算 。光速每秒30萬公里,運動距離15厘米 。距離除以速度就是時間 。我們在小學學過,可以算出這個時間是超乎想象的 。
在《星際穿越》中,為什么男主角在太空中經歷的時間會變慢?

為什么在太空時間很慢,為什么一個物體運動速度越快


在《星際穿越》中,男主角與地球上的人所經歷的時間存在巨大的差異,這是由黑洞的引力時間膨脹效應所引起的 。愛因斯坦的廣義相對論表明,對于身處不同引力場中的觀察者而言,他們的時間流逝速率是不一樣的,引力場越強的地方時間流逝速率越慢,簡單來說,引力場的強度與天體的質量有關,天體的質量越大,使得周圍時空的扭曲程度越大,則引力場越強 。
黑洞是宇宙中一種特殊的天體,它自身的物質被強大的重力極度壓縮為奇點,而這個點會強烈扭曲周圍時空,導致光線無法從中逃脫出來,只有在黑洞事件視界之外的空間,包括光在內的物質才有可能逃脫其引力束縛 。越靠近黑洞的事件視界,引力場的強度將會急劇升高,在這部影片中,男主角一行人第一個探索的行星被稱作米勒行星 。這顆行星不是繞著恒星旋轉,而是繞著一個黑洞運行,并且它所處的軌道接近這個黑洞的事件視界,
這就會導致米勒行星上的時間流逝速率與地球上存在巨大的差異,米勒行星上的1小時等同于地球上的7年 。男主角一行人從降落到離開米勒行星,總共耗費了3個多小時,而用地球參照系的時間進行衡量,這相當于23年,此后,男主角又因為再次接近黑洞,而導致他所經歷的時間進一步變慢五十多年 。因此,當他回到地球之后,雖然他認為自己才離開地球沒多少年,但地球上已經過去了幾十年,
人在太空中會比在地球上老得慢,這是真的嗎?
為什么在太空時間很慢,為什么一個物體運動速度越快


關于人類在太空中長期生活是不是老得快的結論,這個從愛因斯坦的狹義相對論中的分析結論來說,運動的物體時間會變慢;但是根據廣義相對論,遠離大質量的物體(地球)時間會變快 。而對于宇航員來說這兩種效廣義相對論更占上風,也就是說人類在太空中的時間會變快,所以航天員的壽命會加劇,也就老的比較快了,其次在太空的各種輻射要比地面的強得多,雖然宇航員處于航天器內部,但是受到的輻射仍然不如大氣層隔擋下的地面的輻射強,所以這些輻射會加快人體細胞的新陳代謝,人體會加快衰老 。
而且時間長了人體會出現各種問題,比如頭暈、出汗嚴重、惡心、嘔吐等現象,其次由于航天器運行的近地軌道處于微太空環境,所以人體時刻是處于失重狀態的,時間長了人體的骨骼會出現骨質疏松現象,時間長了就會導致肌肉萎縮、嚴重缺鈣的現象,嚴重缺鈣的話人類就會出現極易骨折的現象 。從以上的各種現象來說人類長期在太空環境生活,肯定要比在地面衰老的快了,
但是美國的NASA曾經做過一個試驗,將一對雙胞胎航天員中的哥哥放到國際空間站中生活了一年之久,弟弟則一直在地面生活,一年多之后,等哥哥返回地球時大家看到的現象卻是一直生活在太空的哥哥看起來要比一直生活在地面的弟弟年輕的多,而且哥哥的基因也發生了變化,所以這也是哥哥為什么一直生活在太空這種強輻射的環境下卻顯得年輕的原因所在,當然時間長了哥哥也變得和弟弟一樣老了,看來上面的關于太空強輻射人體會提前衰老的結論并完全對 。

推薦閱讀