Было ли замедление времени вызвано планетой Миллера или непосредственной близостью к черной дыре Гаргантюа?

В фильме « Интерстеллар » замедление времени, от которого страдает команда на водной планете Миллер, вызвано близостью планеты к Гаргантюа или гравитационным притяжением планеты?

Сначала я думал, что это из-за черной дыры, но потом я прочитал эту статью , и ребята сказали, что это из-за планеты. Есть ли у нас какая-то информация об этом?

Ответы (6)

Планета находилась в гравитационном поле черной дыры. Сама планета имела только на 30% больше гравитации, чем Земля. Таким образом, черная дыра вызвала экстремальное замедление времени, от которого они страдали во время путешествия туда и на поверхность.

Во время ролика было изображение, которого пока нет, но по сути это было:

введите описание изображения здесь

Это изображение не в масштабе. Чем ближе вы подходите к черной дыре, тем сильнее становится расширение, поэтому позже в фильме

когда они летают вокруг черной дыры, замедление времени составляет 51 год, потому что они ближе к ней.

За исключением того, что на диаграмме отсутствует часть, где планета разрывается на части приливными силами и становится кольцом материи в аккреционном диске черной дыры.
@MikeScott это научная фантастика , проверьте свою науку у двери ;).
@MikeScott: Да, но это требует времени.
@MikeScott Насколько ты в этом уверен? slate.com/blogs/bad_astronomy/2014/11/09/…

Это ни то, ни другое, это научная ошибка. Ни одна планета не может иметь достаточно сильную гравитацию, чтобы вызвать замедление времени такой величины, как говорится в связанной статье, и ни одна планета не могла бы выжить, если бы она находилась достаточно близко к черной дыре, чтобы вызвать такое замедление времени - она ​​была бы разорвана приливными силами. .

На планете действительно были чрезвычайно высокие волны (тысячи футов в высоту), возможно, это были приливные силы.
@JackBNimble приливные силы могли бы сделать больше, чем создать волны. Они заставят планету растягиваться до тех пор, пока не оторвутся кусочки. По мере приближения он постепенно распадался. Кроме того, они не смогли бы там выжить из-за излучения аккреционного диска черной дыры.
@Mike Scott - Предполагалось, что замедление времени будет вызвано близостью планеты к черной дыре (которая должна была быть «сверхмассивной» с массой в 100 миллионов Солнц), а не самой планетой. А физик Кип Торн в своей книге «Наука о межзвездном пространстве» говорит , что планета не разрывается на части приливными силами, потому что она всегда держится одной и той же стороной к черной дыре, избегая приливных сил, связанных с вращением.
(продолжение) В «Некоторых технических примечаниях» в конце книги, в разделе о гл. 6, он также объясняет, как он выбрал массу Гаргантюа, так что, даже если планета находится достаточно близко к горизонту событий, чтобы иметь огромное замедление времени, которого хотел Кристофер Нолан, приливные силы на таком расстоянии могли быть слишком слабыми, чтобы быть сильнее, чем приливные силы. собственное внутреннее гравитационное ускорение планеты из-за ее массы (приливные силы вблизи горизонта событий слабее для более крупных черных дыр), и он приводит расчеты, которые составляют основу его аргумента.
@Hypnosifl: Привет, Hypnosifl. Побалуйте меня на мгновение, если хотите. У меня нет экземпляра книги Кипа Торна, так что не могли бы вы сказать мне, объясняет ли она, как у «Рейнджера» было достаточно топлива, чтобы покинуть гравитационные поля планеты Миллер и — самое главное — Гаргантюа, чтобы вернуться на «Эндьюранс»?
@Berrick Fillmore - Он не объясняет это конкретно, но в целом всякий раз, когда он говорит о том, как они совершали путешествия с одной планеты на другую, он полагается на предположение, что вокруг Гаргантюа было множество «черных дыр средней массы», которые могли быть используется для маневров гравитационной рогатки. Кроме того , Endurance не была полностью вне гравитации Гаргантюа, как он упоминает в гл. 19, что он находился на парковочной орбите, которая заставляла его двигаться со скоростью примерно 1/3 скорости света, а в гл. 17 он сказал, что планета Миллера находится на очень близкой орбите, двигаясь со скоростью примерно 1/2 скорости света.
Кстати, я получил формулы для замедления времени и орбитальной скорости в зависимости от расстояния в этой ветке на физических форумах, я смог воспроизвести числа Кипа Торна, предположив, что скорость вращения черной дыры такова, что самая внутренняя стабильная орбита (где планета Миллера будет ) был в 1,000037636343 раза больше радиуса GM / c ^ 2 (в этом случае 492,7 световых секунды или 0,987 а. .

Фактор замедления времени в 61 000 раз на планете Милнера возникает не из-за замедления времени относительной скорости, а из-за гравитационного замедления времени. Кроме того, это происходит не из-за гравитации на самой планете, а из-за массивного гравитационного колодца Гаргантюа (сверхмассивная вращающаяся черная дыра). Гравитация, действующая на Купера на планете Милнера (от черной дыры, масса которой в 100 миллионов раз больше), на порядки больше, чем гравитация, действующая на Мёрф на Земле. Таким образом, для тех, кто находится на краю Гаргантюа, время идет значительно медленнее, а для тех, кто на Земле, время течет быстрее.

Итак, вы предполагаете, что есть разница между «замедлением времени относительной скоростью» и «гравитационным замедлением времени»? Если да, то не означает ли это, что существует способ различить замедление времени из-за «относительной скорости» (вероятно, вы имеете в виду здесь ускорение) и из-за гравитации?

К сожалению, если, как предполагалось в предыдущем вкладе, планета находится в свободном падении в глубоком гравитационном колодце, и поэтому космические авантюристы не чувствуют гравитации, по принципу эквивалентности они не испытывают никакой гравитации. Следовательно, нет относительного замедления времени из-за гравитации на этой поверхности. Когда они покинут планету, им придется достаточно ускориться, чтобы не только покинуть свободно падающую планету, но и избежать огромного гравитационного поля, испытанного в глубоком колодце. Это даст замедление времени, а если 61 000 раз, то раздавит их в довольно неприглядную, возможно, розовую слизь.

Замедление времени в этом фильме было ужасно неточным в соответствии с любым из законов физики. Замедление времени становится заметным при достижении релятивистских скоростей (достигающих двузначных процентов от скорости света). Для стороннего наблюдателя время для рассматриваемого человека замедлится, когда его скорость (скорость) станет достаточно высокой. Гравитация действительно вызывает замедление времени, потому что гравитация — это сила, которая применяет скорость (скорость) к каждому объекту с массой (а иногда и к объектам без массы).

Теперь к фильму. Было заявлено, что водная планета имеет замедление времени от 1 часа до 7 лет. Это означает, что у людей на планете время будет течь в 59808 раз медленнее (в то время как на планете все остальное будет течь в 59808 раз быстрее). Ну, после некоторых математических расчетов, на этот раз замедление времени, по-видимому, происходит только при скорости 186282,3 мили в секунду (299792,4 км/с), или также известной как 99,99999998602179% скорости света. Это смешно.

Это потребует 2327542775340577022602920000000000 Джоулей энергии. Это 70,8 дней производства энергии для всего солнца. Это 25488 метрических тонн водорода, превращенных в энергию, чтобы просто разогнать эту планету.

В фильме они использовали стандартные химические ракеты в качестве способа ускорения. Каким-то образом они достигли орбиты водной планеты, вращающейся вокруг черной дыры со скоростью более 99% скорости света. Как они это сделали, я не понимаю, поскольку самая быстрая вещь, когда-либо созданная человеком, даже близко не приблизилась к 1% скорости света. Математика этого фильма не только неверна, она настолько вопиюще неверна, что мне пришлось остановить фильм и пересчитать цифры, потому что то, что они пытались втиснуть в глотку зрителей, настолько тупое, что его не должны терпеть те, кто пытается претендовать на этот фильм. легитимность.

Вы также можете получить замедление времени из-за гравитационного поля - о чем собственно и идет речь - вам не нужно путешествовать со скоростью, близкой к скорости света. Кроме того, гравитация ни к чему не применяет скорость — это сила притяжения, а силы вызывают ускорение.
Могу ли я получить собственный Kilo Jewel?
Ваш ответ, кажется, предполагает, что замедление времени рассчитывается в соответствии с формулой специальной теории относительности, которая зависит только от скорости, но в общей теории относительности существует гравитационное замедление времени в дополнение к замедлению времени из-за скорости, поэтому Кип Торн вычисляет эту величину замедления времени может быть достигнуто с орбитой, очень близкой к черной дыре, которая составляет «всего» около 50% скорости света. Это все еще очень быстро для шаттла, основанного на ракетной технологии ближайшего будущего, но Кип Торн предполагает, что шаттл использует гравитационные рогатки вокруг меньших черных дыр.
«Замедление времени в этом фильме было ужасно неточным в соответствии с любым из законов физики». Первые четыре слова можно убрать из этого предложения без вреда для себя.

У меня нет ответа, но есть 1000 вопросов. Я не математик, но обычно довольно быстро схватываю понятия. Если кто-то не против помочь мне с загадкой Гаргантюа против планеты Миллера, я был бы очень благодарен.

В основе моих вопросов лежит концепция гравитационного замедления времени. Если я правильно понимаю, когда гравитация равна X, то замедление времени равно Y. Другими словами, соотношение постоянно. (Я знаю, что это сильное упрощение, но потерпите меня.) Итак, на планете Миллера, на которую влияет гравитационное поле черной дыры, 1 час = ~7 земным годам, учитывая точку отсчета Земли, связанную с планетой Миллера. Однако на борту «Эндьюранса», который также предположительно подвержен влиянию гравитации Гаргантюа, но в несколько меньшей степени, чем планета Миллера, можно было бы ожидать, что степень замедления времени будет меньше, чем на Земле. Правильный?

Например, Endurance испытывает гравитацию в точке X, а Ranger испытывает гравитацию в точке Y. Затем вы можете просто выполнить XY, результатом чего будет разница между гравитационными силами на двух рассматриваемых телах и, предположительно, гравитационное замедление времени между ними как Что ж.

Однако в моем примере выше X на самом деле измеряется как X метров в секунду в квадрате (м/с2), верно? По сути, измерение основано на ускорении тела, попавшего в гравитационное поле. По сути, мы измеряем разные уровни превосходства между пассажирами Ranger и Endurance.

Все это говорит о том, что я не могу поверить, что пассажир Endurance ждал 22 относительных года, чтобы пассажиры Ranger вернулись через 3 часа после отбытия на планету Миллера. Я не занимался математикой, но разве мы не говорим здесь максимум о ~ 1 минуте, если на самом деле «Эндьюранс» вращался вокруг планеты Миллера?

Если я прав выше, давайте посмотрим на Землю в том же контексте. В случае с Землей расчеты становятся намного сложнее. Вы должны учитывать разницу между скоростью Земли и планеты Миллера, вероятность разности скоростей, поскольку планеты вращаются вокруг своего гравитационного управляющего тела. (Например, когда Земля движется по орбите вдали от планеты Миллера, разница между относительными скоростями двух тел увеличивается, верно?) Кроме того, угол, под которым Земля наблюдает за планетой Миллера, меняет относительное восприятие движения планеты Миллера. Затем вы должны учитывать скорость, с которой Галактика, в которой существует планета Миллера, удаляется от Земли, а также множество переменных, связанных с этим движением.

Короче говоря, я думаю, что для расчета замедления времени, связанного с релятивистскими движениями между Землей и планетой Миллера, вероятно, потребуется суперкомпьютер.

Даже в этом случае гравитационное замедление времени, вызванное Гаргантюа, вероятно, является небольшим фактором при расчете фактического относительного замедления времени между Землей и планетой Миллера.

И если я на правильном пути, я даже не хочу думать о том, что произойдет, когда Купер появится на планете доктора Би, хотя я могу проделать большое расстояние, чтобы начать популяцию с Энн Хэтэуэй.

Согласно книге «Наука о межзвездном пространстве », «Эндьюранс» вращался не вокруг планеты Миллера, а вокруг Гаргантюа на расстоянии, на несколько астрономических единиц превышающем расстояние орбиты планеты Миллера. А замедление времени для черных дыр обычно рассчитывается относительно наблюдателя «на бесконечности», очень далекого от черной дыры, но покоящегося относительно нее; Земля может и не находиться в покое относительно Гаргантюа, но их относительная скорость вряд ли будет составлять большую часть скорости света, так что это должно быть хорошим приближением.