根據愛因斯坦的相對論,運動和引力都會引起時間膨脹效應。具體來說,運動時鐘走得比靜止時鐘更慢,處在強引力場中的時鐘走得比處在弱引力場中的時鐘更慢。在《星際穿越》中,出現1小時等於地球7年的時間膨脹效應是米勒行星。根據影片中的設定,使米勒行星的時間流逝速率遠慢於地球的原因是引力。
這並不是因為這顆行星表面的引力遠遠強於地球表面的引力,而是因為它太靠近黑洞——卡岡都亞。米勒行星繞著這個黑洞旋轉,它的軌道半徑接近黑洞的邊緣。所以相對於地球上的時間,這顆行星上的時間流逝速率變得極慢,這都是源自黑洞的強大引力。
不過,可能有些人會疑惑了,米勒行星如此靠近黑洞,為什麼沒有被黑洞超強的潮汐力撕裂呢?這裡的主要原因是卡岡都亞的質量很大,高達太陽的1億倍。由於巨大的質量,這個黑洞的邊緣距離奇點很遠,所以即便米勒行星運行在黑洞的邊緣,但所受到的潮汐力還不足以摧毀這顆行星。儘管如此,卡岡都亞的潮汐力還是給米勒行星造成了巨大的影響,這顆行星上的滔天巨浪就是源自於此。
此外,我們也可以計算一下,需要多快的速度才能產生1小時等於地球7年的時間膨脹效應,具體的計算公式如下:
其中Δt是地球時間,ΔT是相對地球運動參照系的時間,v是相對運動速度,c是光速。
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