小双加速
太空中时间变慢?
是真的。狭义相对论揭示了速度对时空的影响:速度越快,时间越慢。广义相对论揭示了重力对时空的影响:重力越大,时间越慢。要知道目前的国际空间站每天绕地球运行91次,平均速度为每小时27743.8公里。根据狭义相对论的影响,速度越快,时间越慢。因此,国际空间站上的时钟比地球上的时钟慢。同时,国际空间站距离地球表面的平均高度为360公里。根据广义相对论的效应,引力越小,时间越快。因此,国际空间站上的时钟比地球上的时钟快。因此,在国际空间站的宇航员身处和地球不同的时空,狭义相对论效应比广义相对论效应更明显,实验中,最后科学家发现,宇航员比地上的人类小6分钟! 太空环境对人类产生了比较影响。你在太空停留的时间越长,影响就越大。这恰恰说明,人类进入太空后,为了适应环境,促使身体形成一定程度的异化。然而,一旦回到地球的正常环境,异化现象就消失了。这也再次说明:生命之所以被称为生命,是因为它对环境的适应能力很强。我们不妨大胆想象一下。在不久的将来,科学家们将研究资深宇航员对太空环境的适应能力,改造人类基因,优化人类太空生活,逐步让我们人类适应太空生活,甚至少数人将从地球上的人类开始进化成宇航员……这将是人类进化史上最重大的飞跃。毕竟,人类早晚会全面进入太空世界。 除此之外,太空人的肌肉和心血管(或肌肉)的退化,以及着陆后的无力也会存在。采用高强度运动、特制压力服等手段可以减轻肌肉萎缩的程度。还有神经系统问题,尤其是味觉丧失,会影响饮食。消化功能也受到影响。这些问题在落地后都能得到缓解。更严重的是钙流失引起的骨强度下降,似乎每个月0.5%,这是老年骨质疏松的症状。
在太空中真的会比在地上过得慢吗?
你在A城经历了10分钟,处在B城的你的朋友也是经历了10分钟。如果严格按照相对论,处在不同纬度的两地,时间的流逝并不一样。这是因为两地的重力加速度不一样,引力场的强弱会影响时间的流逝;也有人会说因为两地随地球自转的线速度不一样,速度也能够影响时间的流逝。不过由于差异实在是太小,日常生活中一般不会考虑时间在两地流逝的快慢不一。就连阿波罗飞船的登月,也根本就没有考虑一丁点儿的相对论效应。 不过现在的卫星对时间有了更高精度的要求,绝大多数卫星都要用相对论对时间进行修正。一个比较有名的例子就是GPS卫星需要用相对论对时间进行修正,常见的说法是这样的:由于卫星在高速飞行,根据狭义相对论卫星上的钟要变慢;由于卫星离地比较高,引力场比较弱,根据广义相对论卫星上的钟要变快。这一快一慢并不能抵消,为了精确导航定位必须要对卫星上的时间进行修正。 其实上面的修正是有问题的,狭义相对论一般只应用于平直的空间,广义相对论应用于弯曲的空间。之所以能够用上述方法计算是因为地球附近的引力场不够强,可以近似当作平直空间去处理。以此计算出的结果已经非常精确。 人类目前发射的各种飞船、探测器只是弱引力场中运动,如果有一天人类的探测器能够到达中子星、黑洞附近,强大的引力场会使空间明显弯曲,此时不论飞船的速度是多少,都只用广义相对论对时间进行修正。宇航员若是到达了超大质量黑洞附近,强大的引力会使他的时间变得非常慢,宇航员经历了10秒钟,地球上的人可能会经历成千上万年甚至更长久。
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