关于《星际穿越》男主从巨浪星回到持久号轨道舱已是23年的几点疑问

电影《星际穿越》已经下映很久了,但其中库珀与艾米莉亚等人驾驶飞船从巨浪星回到持久号轨道舱打开舱门后,那个神情呆滞胡子都白了的黑人科学家Romilly告诉他们已经过了23年了这段情节有几点疑惑不解。已知,因巨浪星Miller位于一个黑洞附近,在巨大引力的作用下,它周围的时空被扭曲拉伸,所以时间变化缓慢,1小时等于地球上7年。问题1:为什么引力扭曲拉伸时空后时间会变慢?我的理解。在三维空间宏观尺度下,物质的运动可以看做是模拟线性关系。而标准模型微观尺度下,粒子的运动则是量子化的,拥有一个最小单位,会从A处忽然消失,再在B处出现,整个位移过程可以看作为隐形跳跃式的,即量子化是一份一份的。假设时空未受到引力的作用下是一张各向均匀的二维网格,当一个质量足够大的物质存在于该网格某一处时,会使它周围的时空弯曲,进而拉伸时间维度,导致g1节点到g2节点之间的距离变长,量子沿箭头所指方向运动时相对于未弯曲拉伸的节点要走更远的路程,所以感觉上时间变慢了。具体如下图所示:引力不同于电磁力,不是电子相互牵拉的强作用力,而是任何具有质量的物质会使它周围的时空弯曲,进入该区域的其它物质在不考虑其它作用力的情况下,总是沿着该弯曲空间的测地线运动。这样在三维空间中,看上去物体在往地球的地心方向坠落。这就是引力,如下图所示:问题2:在不同参考系下时间的快慢是否与细胞代谢速度无关?回到上面库珀与艾米莉亚等人驾驶飞船从巨浪星回到持久号轨道舱后黑人科学家Romilly告诉他们已经过了23年这一幕。可以看到Romilly已经胡须发白老了很多,但库珀与艾米莉亚却依然还很年轻,未见又衰老迹象,说明他们之前才过了3个多小时。这里我的疑惑就是,是否库珀与艾米莉亚的寿命比Romilly要长23年,还是他们回到持久号轨道舱后和Romilly的寿命一样?问题3:为什么黑洞中完全闭合的空间时间是静止的?由于黑洞的超大质量,接近奇点的区域引力变得无限大,导致该区域的时空完全扭曲倒闭合状态,空间的曲率无限聚集到一个点上,时间维已不复存在,所以时间也就静止了。不知以上所述是否正确 (O_O)?

第1个回答  推荐于2018-02-26
首先需要说明一点,时间和空间应该是一体的,统称为“时空”,两者要分割开来分析十分之复杂。
1、在爱因斯坦看来,地球上的重力加速度“等效于”无引力状态下具有重力g大小的惯性加速度,因此也可以说引力场“等效于”加速度。在黑洞中,由于黑洞的奇点具有非常大的引力场,因此其加速度也非常之大,这也就决定了越是靠近黑洞其时间流动速度就越慢。
如果要解释为什么引力场会引起时间变快或者变慢,这用几句话是无法解释清楚的。笼统来说,你所获得的越多,那么你其他地方所具有的东西就越少。你具有的速度越高,那么你所具有的时间越少。在时空里,你所具有的加速度越大,你所经历的时间就越少。这是是爱因斯坦相对论的通俗解释。
2、时间是相对的,这么说吧,运动速度不同,其人感知时间流逝的速度也不同。对于静止的人而言,运动速度快的人在静止的人看来其所经历的时间是比较慢的,这就意味着时间并不是固定的,不同人对于时间感知也是不一样的。每个人是一个时间坐标系,只不过在低速运动的世界里,这种感知几乎可以忽略不计。
3、因为黑洞中引力场几乎可以说是无限大,因此黑洞中的人时间流速几乎可以说是静止的。实际上,黑洞视界内外是两个空间,在视界内所有的物理定律都会失效,因此说来,黑洞中时间究竟是如何运转,可以说一直都是一个未解之谜。根据量子力学和相对论推论出来的结果是,如果有一个人掉落黑洞,那么可能的结果就是视界外的我们看到的是这个人被黑洞的引力潮汐所碾碎,而如果这个人非常坚挺不被碾碎,他掉落黑洞中又是活着的。这个人同时具有两种状态,既是死了,又是活的。
总而言之,在黑洞视界内部,所有的物理定律都会失效。这也就是为何主角掉落在黑洞中却可以穿越时间和空间,又合理的缘故。本回答被网友采纳
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