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为什么引力越大,时间变慢?

我们先来看看《星际穿越》中应发巨浪的星球“弥勒”。


从距离黑洞远近来说,“弥勒”星球是离黑洞最近的,而为什么要选择先去弥勒星球呢?原因就在于之前的那个宇航员传递数据说这里宜居,


因为弥勒星球离黑洞最近,所以弥勒星球重力是地球的130%。当主人公到达星球之后,发现飞船已经被摧毁了,而他们接收到的信息则是在几十分钟之前(弥勒星球上1小时等于地球7年)。他们之所以能在水面上走其实是因为水很浅,这时又发生巨浪,这是因为黑洞的巨大牵引力引发的潮汐,


引力和时间的关系

引力时间膨胀是指在宇宙有不同势能的区域会导致时间以不同的速率度过的现象,引力导致的时空扭曲率越大,时间就过得越慢。

比如说,在太阳系中水星离太阳最近,所受的引力也就越大,所以时间也就越慢,水星上的1天等于地球的2年.

爱因斯坦最初在自己的相对论中预测出这种现象,并其后由各种广义相对论实验中被证实。

根据广义相对论理论,固有时和引力场度规下的坐标时存在关系
是引力场度规的分量。引力场越强时,坐标时相对固有时的延迟就越大。当光信号途经一个单一质量的引力场时,其时间延迟量为
其中R是观测者到信号源位置的单位矢量,而X是观测者到质量M位置的单位矢量。如果用史瓦西半径表示,时间延迟量可写成
这里R是质量M的史瓦西半径:

实例

在行星际探测器(例如旅行者1号、2号,先驱者10号、11号)的测距中,由于太阳引力场的作用引力时间延迟效应一定要被考虑到测距的数据中去。而在所有引力波的探测中,来到太阳系的引力波都会受到太阳、大行星甚至小行星引力场的影响而产生延迟。

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