星際穿越裡那個引力巨大的星球,那如果飛船上的人看得到星球地面,看到的安妮海瑟薇他們是在做慢動作嗎

時間 2021-05-12 01:18:06

1樓:小咖啡

考慮星球為完美球對稱靜態質量分布,其產生的時空場為史瓦西時空,可由史瓦西座標系描述

史瓦西座標系線元表示式為:

該座標系描述的是,球對稱靜態質量分布所對應的外部度規場

由於 ,因此 越大的靜止物體,其固有時流逝速度越快

因此,把飛船和星球表面的 代入,兩處的 之比再開平方根,就是固有時流逝速度之比

飛船上的人看 的電影,這個 就是飛船人的標準鐘衡量的,那麼星球表面的人時間流逝多少,就按上述比值計算即可

至於樓主問為什麼會這樣,因為根據愛因斯坦場方程,解得球對稱靜態質量分布所對應的時空場就是彎曲的史瓦西時空,所建立的地心極座標系匯出的度規與平直時空有偏離,因此導致了各處固有時流逝速度不同

樓主糾結的我知道,就是「既然一起同時做一件事,比如都同時看乙個電影,為何大家固有時流逝量不同」,關鍵就在這句話裡的「同時」二字,由於史瓦西座標系是空時軸正交的, 就是世界時, 相等就代表同時,因此兩者「同時」做一件事,意思就是兩者所消耗的 相同,因此根據 表示式在相同的座標時間隔下,固有時流逝速度之比就是 之比開平方根,即靜止物體的世界線長度之比

還要問為什麼是這麼計算,請學習廣義相對論

這本質與狹義相對論裡慣性系的鐘慢效應是一樣的,鐘慢效應方程,無非是慣性系中乙個靜止物體與運動物體的世界線長度之比,只不過慣性系度規取的是 ,因此這個方程就退化為樓主應該熟悉的鐘慢效應公式。而在星球質量分布所對應的時空場中,由於時空是彎曲的,在這種形態的時空中用史瓦西座標系分析物理過程,那麼即使兩個物體靜止,由於 不同,其座標時間隔相同(就是樓主說的「一起同時做什麼」)的兩段過程所對應的世界線長度也不同,即固有時流逝量不同

2樓:雷澤諾夫

那個星球因為是虛構的不知道具體引數,所以用地球的人造同步衛星為例子來看是一樣的道理。

GPS衛星依靠和地球上的資訊收發系統建立通訊來實現定位,但是根據相對論效應會產生誤差。

第一,狹義相對論認為速度越快時間流逝的越慢,GPS衛星時速1.4萬Km,根據狹義相對論算出GPS衛星的原子鐘每天要比地球上的時間慢7微秒左右。(當然我是不會算的,只是記得資料)

第二,廣義相對論認為萬有引力的對時間有影響,GPS衛星離地球2萬Km左右,衛星的原子鐘比地球的時間每天又要快45微秒

根據狹義相對論和廣義相對論,GPS衛星上的時間比地球每天快38微秒,如果不加理會相對論效應,GPS衛星定位系統每天會有10Km的誤差,所以每天都需要將GPS衛星的原子鐘回撥38微秒。

題主問題描述裡所說的「引力巨大的星球」,不僅要考慮引力,也要考慮飛船的速度。但是我覺得按照「星球上的人看完電影的時候,飛船上的時間就過了比如半年」這種設定,這個星球的引力要大到什麼樣的恐怖程度!這個星球我只能想到可能是中子星了,那這個星球的生物是什麼樣的恐怖存在?

身體薄如蟬翼貼在地面,強度又高的不可思議。當然科幻作品嘛,首先要有天馬行空的腦洞才好看。

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