在《星际穿越》中,有个星球1小时地球却过了7年,有科学依据吗?
这是《星际穿越》中假设的米勒行星,在该行星上一小时,相当于地球上过了七年,时间膨胀比达到了8700多倍,原因是受到广义相对论效应的影响。
古时候有天上一天,地上一年的说法,在宇宙中还真实存在这样的情况;因为相对论指出,时间是可以压缩或者拉长的,在引力非常强的地方,空间维度和时间维度会发生严重弯曲。
黑洞就是相对论预言的天体之一,在上世纪被天文学证实存在,广义相对论描述了时间和空间,在强引力下的弯曲情况,对于黑洞视界外的相对时间,可以近似满足以下公式:
对于黑洞这样的极端天体,黑洞视界内的时空弯曲情况非常复杂,黑洞外部只要距离足够远,就可以把黑洞看做一个点质量,用相对论的弱场公式来分析。
电影《星际穿越》中,米勒行星位于卡冈图雅黑洞附近,卡冈图雅黑洞的质量在电影中被假定为1亿倍太阳质量,如果以此计算,该黑洞视界半径大约有3亿公里,是日地距离的2倍。
米勒行星受黑洞引力的影响,导致米勒星球上的时间膨胀效应非常明显,男女主角在米勒星球上的几个小时,外界却过了23年,时间膨胀比是8700多倍。
如此计算的话,米勒星球距离卡冈图雅黑洞的视界,只有几万公里远;影片为了情节需要,忽略了很多科学性,比如近距离下,黑洞产生的潮汐力非常大,但是在影片中忽略了这点。
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