你会很容易发现,速度越大(V越大),时间会越慢 。如果速度达到光速,时间将为0,这意味着时间停止了 。从以上各种现象来看,长期生活在太空环境中的人类一定比地面上的人衰老得更快 。如果光子钟处于静止状态,你(静止状态)观察光子的运动很简单,就是上下来回运动,运动时间很容易计算 。光速每秒30万公里,运动距离15厘米 。距离除以速度就是时间 。我们在小学学过,可以算出这个时间是超乎想象的 。
在《星际穿越》中,为什么男主角在太空中经历的时间会变慢?
在《星际穿越》中,男主角与地球上的人所经历的时间存在巨大的差异,这是由黑洞的引力时间膨胀效应所引起的 。爱因斯坦的广义相对论表明,对于身处不同引力场中的观察者而言,他们的时间流逝速率是不一样的,引力场越强的地方时间流逝速率越慢,简单来说,引力场的强度与天体的质量有关,天体的质量越大,使得周围时空的扭曲程度越大,则引力场越强 。
黑洞是宇宙中一种特殊的天体,它自身的物质被强大的重力极度压缩为奇点,而这个点会强烈扭曲周围时空,导致光线无法从中逃脱出来,只有在黑洞事件视界之外的空间,包括光在内的物质才有可能逃脱其引力束缚 。越靠近黑洞的事件视界,引力场的强度将会急剧升高,在这部影片中,男主角一行人第一个探索的行星被称作米勒行星 。这颗行星不是绕着恒星旋转,而是绕着一个黑洞运行,并且它所处的轨道接近这个黑洞的事件视界,
这就会导致米勒行星上的时间流逝速率与地球上存在巨大的差异,米勒行星上的1小时等同于地球上的7年 。男主角一行人从降落到离开米勒行星,总共耗费了3个多小时,而用地球参照系的时间进行衡量,这相当于23年,此后,男主角又因为再次接近黑洞,而导致他所经历的时间进一步变慢五十多年 。因此,当他回到地球之后,虽然他认为自己才离开地球没多少年,但地球上已经过去了几十年,
人在太空中会比在地球上老得慢,这是真的吗?
关于人类在太空中长期生活是不是老得快的结论,这个从爱因斯坦的狭义相对论中的分析结论来说,运动的物体时间会变慢;但是根据广义相对论,远离大质量的物体(地球)时间会变快 。而对于宇航员来说这两种效广义相对论更占上风,也就是说人类在太空中的时间会变快,所以航天员的寿命会加剧,也就老的比较快了,其次在太空的各种辐射要比地面的强得多,虽然宇航员处于航天器内部,但是受到的辐射仍然不如大气层隔挡下的地面的辐射强,所以这些辐射会加快人体细胞的新陈代谢,人体会加快衰老 。
而且时间长了人体会出现各种问题,比如头晕、出汗严重、恶心、呕吐等现象,其次由于航天器运行的近地轨道处于微太空环境,所以人体时刻是处于失重状态的,时间长了人体的骨骼会出现骨质疏松现象,时间长了就会导致肌肉萎缩、严重缺钙的现象,严重缺钙的话人类就会出现极易骨折的现象 。从以上的各种现象来说人类长期在太空环境生活,肯定要比在地面衰老的快了,
但是美国的NASA曾经做过一个试验,将一对双胞胎航天员中的哥哥放到国际空间站中生活了一年之久,弟弟则一直在地面生活,一年多之后,等哥哥返回地球时大家看到的现象却是一直生活在太空的哥哥看起来要比一直生活在地面的弟弟年轻的多,而且哥哥的基因也发生了变化,所以这也是哥哥为什么一直生活在太空这种强辐射的环境下却显得年轻的原因所在,当然时间长了哥哥也变得和弟弟一样老了,看来上面的关于太空强辐射人体会提前衰老的结论并完全对 。
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