《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。