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为什么在黑洞强引力下时间变慢

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-12-27 09:08:33
导读

㈠ 为什么接近了黑洞时间会变慢重力可以扭曲时空,事件视界以内时空基本不动了,因为黑洞引力巨大,落入黑洞吸集盘的物质差不多加速到光速了,物体接近光速,时间就会变慢㈡ 当物体靠近黑洞时,它的时间就会过得极慢甚至停止,这是为什么这是一个比较烧脑的问题,我们需要先理解一下在爱因斯坦的相对论中,有关时间的非常

㈠ 为什么接近了黑洞时间会变慢

重力可以扭曲时空,事件视界以内时空基本不动了,因为黑洞引力巨大,落入黑洞吸集盘的物质差不多加速到光速了,物体接近光速,时间就会变慢

㈡ 当物体靠近黑洞时,它的时间就会过得极慢甚至停止,这是为什么

这是一个比较烧脑的问题,我们需要先理解一下在爱因斯坦的相对论中,有关时间的非常抽象的概念。在相对论的体系中,我们所处的时空之所以被称为“时空”,那是因为时空是由时间和空间共同构成,它们是一体的,是不可分割的,任何脱离时空体系的对时间的描述都是片面的。简单的说,时间对于时空来说,是一个可变的参数,它可以因为因为物体所受的引力以及物体的运动速度而改变。引力使时间变慢的现象,在相对论中被称为“引力时间膨胀效应”。广义相对论指出,引力是因为有质量的物体使周围的时空发生了所扭曲造成的,一个物体质量越大,造成的时空扭曲就越大,其引力也就越大。而时空的扭曲率决定了时间的流逝速度,其具体表现在时空的扭曲率越大,时间流逝的速度就越慢。关于这一点,可以参照下面的方程式。在上图中,t为被观测者的时间,T为静止参考系的时间,G为引力常数,M为产生引力的天体的质量,r为被观测者离引力中心的距离,c为光速。在这个公式中,我们可以清楚的看到,当引力源的质量M增加时,被观测者的时间t就会减少,而质量与引力是成正比关系的,这就是引力使时间变慢的理论基础。 根据公式计算,在地球上每升高一米,由“引力时间膨胀效应”造成的偏差约为1.09 x 10^-16秒。也就是说在地球上不同高度的人,其感受到的时间是有差别的,例如住在12楼的你(约为44米高),你的时间就比住在一楼上的人快大约一千万亿分之四点八秒。是不是很奇妙?原来我们在上下楼的过程中,一直都在“穿越”,只是这个时间偏差极小而我们感受不到。大家不要认为这只是爱因斯坦的异想天开,事实上,这个公式是经过科学界严谨的验证了的,现代的高精度的原子钟已经将时间定位的非常的精准。1969年,庞德-雷布卡实验就首次直接证实了“引力时间膨胀效应”的存在。虽然这种现象造成的时间偏差极小,但在引力差距足够大的时候就不能忽略了。拿现在我们非常依赖的GPS定位系统来说吧,因为它的卫星离地面很远,所受到的地心引力就比地面上要小得多,所以时间上发生的偏差就显得比较大了,因此它的授时系统就要严格的依照相对论进行调整了,不然的话,GPS就会因为与地面上的时间偏差而不能进行精准的定位。如上所述,从静止参考系的观测者的角度来看,当一个物体受到的引力越大,它的时间流逝速度就会越小。根据“引力时间膨胀效应”,当我们处于静止参考系来观察一个物体靠近一个引力巨大的天体时,比如说黑洞,当这个物体离黑洞越来越近,时间就会过得越来越慢,由于黑洞的引力近乎无限大,那么这个物体的时间也就无限的趋近于零。那么,从我们的角度来看,这个物体似乎就永远进不了黑洞! 这些令我们难以想象的场景,也许会真实的发生。宇宙的神秘,并非现在的我们能真正理解的,我们人类还需要太多太多的时间!

㈢ 生活在黑洞周围会发生什么爱因斯坦:时间流逝速度会变慢

黑洞可以说是宇宙中最神秘的天体了,由于连光都无法逃脱它的引力范围,所以科学家无法对黑洞内部做出任何观测。

幸运的是,通过对黑洞周围物质发生的变化,我们还是对黑洞的性质有了一些了解。

目前可以肯定的是, 黑洞除了会撕碎靠近它的天体外 ,还会用超强的引力扭曲附近的时空,让黑洞周围星球上的时间流逝速度变慢。

比如科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅黑洞,就用引力让周围星球上的时间流逝速度大大减缓,达到了1小时7年的地步, 也就是说每在黑洞周围的星球上待一小时,地球上就会过去七年时间。

以上这个看似荒谬的情节,其实是经过科学界严格论证的,而且最早提出“引力会导致时间变慢”的不是别人,正是大名鼎鼎的 爱因斯坦 。

当时的爱因斯坦将狭义相对论与引力聚拢到了一起,创立了比牛顿万有引力定律更胜一筹的广义相对论,在这个有关引力的新理论中,引力被解释成了 “大质量天体扭曲周围时空引起的几何跌落” ,也就是说引力除了影响空间中星球的运行,还会影响时间中流逝速度的快慢。

在广义相对论中,质量越大的天体引力越强,相应减缓时间流逝速度的能力也越强,而宇宙中质量最大的天体莫过于黑洞,所以黑洞周围的时间流逝速度,就是全宇宙最慢的了。

目前天文学界把黑洞分为三类, 分别是原初黑洞、超大质量黑洞和恒星级黑洞 ,其中原初黑洞是在宇宙大爆炸之初,因为质量分布不均匀而产生的天然黑洞,超大质量黑洞则主要存在与星系中央,是由众多黑洞融合而来的,比如银河系中心的超大质量黑洞人马座a*,就是与周围黑洞融合的产物。

至于恒星级黑洞,则是由大质量恒星在晚年坍塌而成的,这种黑洞在宇宙中分布极其广泛,占了黑洞数量上的大头。

如果这个人在黑洞周围的星球上生活了一周,然后返回地球的话, 地球上很可能已经过了7年甚至700年了 ,虽然具体的时间要视黑洞的引力强度而定,但可以肯定的是,从黑洞周围再回到地球后,地球世界肯定已经沧海桑田了。

在《星际穿越》中,超级黑洞卡冈图雅的质量达到了太阳的一亿倍,这种体量的黑洞可以将时间流逝速度减缓至 “一小时七年” 的水平,而目前天文学界发现的质量最大的黑洞 SDSS J073739.96+384413.2,相当于1040亿个太阳。

如果在这颗质量最大的黑洞周围生活,那么在一小时不到的时间里,外部世界就会过去千万亿年甚至更久,在如此恐怖的时间膨胀效应下, 在黑洞周围生存就等同于穿越时空了 ,不过只能向未来穿越。

黑洞周围的生存环境绝对是宇宙中最严酷的,因为它的时间流逝速度和外界存在差异, 如果未来人类文明有能力发射探测器接近黑洞,或者让宇航员接近黑洞的话 ,探测器或者宇航员以光速传回地球的数据,很可能会因为黑洞附近的时间膨胀效应而变得很慢。

所带来的直接后果就是, 人类可能永远无法获得黑洞附近的第一手资料 ,因为承载这些资料的信息会在永恒的时间膨胀中被封闭,也许几千年甚至几万年后,这些信息才能飞到地球被接收到。

黑洞虽然可怕,但目前天文学界并未在太阳系附近发现黑洞,所以我们暂时不用担心它们,唯一需要警惕的就是那些超级对撞机们, 因为它们的对撞实验强度,是有可能生成微型黑洞的。

㈣ 为什么引力会使时间变慢呢

按照狭义相对论,运动的尺会缩短,运动的钟会变慢,这是狭义相对论的“尺缩钟慢”效应。尺缩钟慢的意思是,当你测量一个距离,比如地球到月球的距离,你静止的时候测量到的地月距离是l,当你驾着飞船从地球高速飞向月球时测量到的距离就会小于l,并且速度越大测量到的地月距离就越短,所用的时间也就相应越短。

若是到了很强的引力场附近,引力导致的时间变慢会非常明显。一个典型的例子就是黑洞,黑洞附近有强大的引力,如果一位宇航员不幸坠向黑洞的视界内部,黑洞强大的引力会让地球上的人感觉到宇航员的时间变得极其慢,即使经过亿万年也不会坠入黑洞的视界,好像固定在了黑洞视界处似的。而在宇航员看来,他的时间并没有变慢,自己已经做好了撞入黑洞内部奇点的准备。

一些科幻片就经常借用黑洞附近的时间变慢进行各种幻想,其背后的理论依据就是广义相对论的强引力会使时间变慢。

㈤ 为什么引力,会让时间的流速变慢呢

从日月交替到秒针跳动,时间一直都是人类感知世界的重要组成部分,然而时间之河的流速却并不恒定

选择拥抱星辰大海,就得舍弃地球上的一切

㈥ 当物体靠近黑洞时,它的时间就会过得极慢甚至停止,这是为什么

这是一个相对令人头疼的问题。我们需要了解爱因斯坦相对论中非常抽象的时间概念,在相对论体系中,我们的时间和空间之所以被称为“时间和空间”,是因为时间和空间是由时间和空间组成的,它们是一个不可分割的,任何脱离时空体系的对时间的描述都是单方面的。简而言之,时间对于时空来说是可变参数,由于对象的重力和对象的移动速度而可以更改。

如上所述,从固定参考系的观察者的角度来看,物体的重力拉力越大,其经过的时间越短。根据“引力时间扩展效应”,当我们在静止参照系中观察靠近引力天体的物体时,例如黑洞,当物体靠近黑洞时,时间会变慢慢一点由于黑洞的重力几乎是无限的,因此该物体的时间将无限接近零。因此,从我们的角度来看,这个物体似乎永远不会进入黑洞。

㈦ 引力越大时间越慢原理是什么

引力越大时间越慢现象叫做引力时间膨胀效应,在广义相对论中有详细介绍。只要有加速参考系存在就有这种效应,而且不影响光速不变定理,经常有人拿这种现象说光速会变化。

那是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,因为引力导致的时空扭曲率越大,时间就过得越慢。另外就是这种现象已经被庞德-雷布卡实验证实了。有关这种现象的真正影响量是可以通过史瓦希度规体现的。

引力与时间的关系

时间当然是可以被其他事物影响而改变的了。爱因斯坦的狭义相对论说:物体运动的越快,在它周围流逝的时间也越慢,当接近光速时它周围的时间将不流逝,超越光速可以穿越时空。广义相对论的意思又可以理解为通过改变引力场强度使时间扭曲。

这是发明时光机器的两种途径,看似简单却达不到.第一种被爱因斯坦否决了,爱因斯坦说物质飞行永远达不到光速,第二种由于需要耗费大量能量而人类做不到。所以现阶段想做时间旅行几乎只能是梦想了

㈧ 黑洞探索:为什么黑洞周围的时间会变得缓慢

一直以来全世界的科学界对于黑洞的研究都是非常好奇,但是对于黑洞的了解可以说是一知半解,目前大家都不能够合理地解决黑洞的各种现象,对于黑洞的能量和物质也不能够合理的判断,最重要的就是在黑洞的附近,我们会发现时间会变慢,在宇宙的黑洞附近时间是否会静止,这也得到了全世界范围内天文爱好者的关注。

黑洞的产生也是让很多人比较好奇,其实对于黑洞的产生并没有那么玄幻,也并没有科幻电影里面演的那么恐怖,黑洞的产生过程比较类似于中子星的产生,因为恒星的核心是自身重量的作用下进行收缩,所以在进行收缩的过程当中发生了强烈的爆炸,当核心当中的所有物质开始喷发,并且收缩停止之后这就会形成一个密实的星球,所以这就是我们了解的黑洞。

黑洞就像是一个在太空当中的真空吸尘器一样,白矮星以及中子星和黑洞的质量差不多相同,能够将周围的物质全部吸进去,然而黑洞的能量非常强,内部的物质现在也不知道物理和化学的性质,所以现在对于黑洞还不能够进行更为彻底的研究,并且通过科学家的推算和发现,在黑洞附近的时间也会出现缓慢的情况。”

通过广义的相对论判断,空间在引力场作用下会出现弯曲,光虽然可以沿着各种路线来进行穿梭,但是当受到一定影响的时候,也是不能够走直线的,所以这就会造成运动的速度减慢,自然就会造成磁场出现一定的影响,所以时间也会出现缓慢甚至静止,这就是为什么让很多人都感觉到宇宙黑洞非常的奇幻,就是因为黑洞附近的物质是有着非常大的变化。

当然,希望自己的时间变慢的朋友也不要因此希望靠近黑洞哦,它那巨大的引力会把你撕碎的


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