基于相对论,《星际穿越》中女儿变得比父亲更老是真的吗?

栏目:娱乐资讯  时间:2020-02-29
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  根据相对论,《星际穿越》中父亲变得比自己女儿更年轻的情况在现实中是会发生的,这并非虚构出来,因为影片中的这种情况就是基于相对论推导出来的。要知道,给《星际穿越》做科学顾问的是大名鼎鼎的广义相对论专家——基普·索恩,他因为对引力波的发现做出巨大的贡献而获得了去年的诺贝尔物理学奖。《星际穿越》的创意最初来自基普·索恩和他的朋友,所以影片的科学性毋庸置疑。

  相对论表明,时间流逝速率在宇宙各处不是绝对一致的,而是与参照系的选择有关。有些参照系的时间流逝速率会远比地球上更慢,如果一位父亲在这样的参照系中待一段时间再回到地球上,那他将有可能会比身处地球上的女儿更年轻,因为他经历的时间相对变慢了。

  有两种方式可以实现上述情况,一种是乘坐相对于地球以极高的速度或者加速度运动的宇宙飞船,还有一种就是《星际穿越》中的情况——去到引力场十分极端的空间中。

  根据广义相对论,强引力场中的时间过得比弱引力场中的时间更慢,这就是引力时间膨胀效应。黑洞附近的引力远超地球附近,所以黑洞附近的时间流逝速率远慢于地球附近。

  在《星际穿越》中,父亲去了一颗近距离环绕一个超大质量黑洞旋转的行星,那颗行星上的时间流逝速率相对于地球极其缓慢,地球上的七年才相当于那里的一小时。当父亲在那颗星球上活动了三个多小时之后,地球上早已过去二十多年。再加上父亲后来又驾驶宇宙飞船近距离靠近黑洞,他所经历的时间又再次相对于地球变慢很多。

  因此,等到父亲回到地球上时,地球的时间上早已过去将近一百年,所以当年只有10岁的女儿已成百岁老人。而对于父亲来说,他从离开地球到回到地球的时间不过几年而已,所以他的女儿已经比他更老。尽管按照地球上的时间来计算,父亲早已经是一百多岁的高龄。

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