Ein Ort, von dem aus man zusehen konnte, wie draußen die Zeit schneller verging

Einfach in die Umlaufbahn in der Nähe eines Schwarzen Lochs bringen.

Es gibt kein anderes Objekt, das massiv genug wäre, um relativistische Umlaufgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Fluchtgeschwindigkeit für die Oberfläche eines Schwarzen Lochs ist genau die Lichtgeschwindigkeit, also können Sie so schnell aufsteigen, wenn Sie sich am Ereignishorizont befinden (aber viel Glück beim Verlassen). Wenn das Schwarze Loch sehr, sehr groß (supermassiv) ist, liegt der Spaghettifizierungspunkt innerhalb des Ereignishorizonts, was bedeutet, dass Sie direkt daneben stehen können, ohne in Stücke gerissen zu werden.

Zusätzlich können Sie einen normalen Stern direkt dort umkreisen lassen, um Licht und Energie zu liefern.

Ich habe dies aus einer anderen Antwort gerissen , aber die Gravitationszeitdilatation geht so:

• $t_0$ist die richtige Zeit zwischen den Ereignissen A und B für einen langsam tickenden Beobachter innerhalb des Gravitationsfeldes (Ihrer Station)
• $t_f$ist die Koordinatenzeit zwischen den Ereignissen A und B für einen schnell tickenden Beobachter in beliebig großer Entfernung von dem massiven Objekt (wo sich die wissenschaftlichen Experimente befinden)
• $r$ist die radiale Koordinate des Beobachters (die analog zum klassischen Abstand vom Mittelpunkt des Objekts ist, aber eigentlich eine Schwarzschild-Koordinate ist)
• $r_0 = {{2GM}\over{c^2}}$ist der Schwarzschild-Radius von M.

Indem Sie entscheiden, wie weit Sie umkreisen möchten und wie viel Zeit pro Zeit Sie verstreichen lassen möchten, können Sie berechnen, wie groß das Schwarze Loch ist, das Sie benötigen. Oder verwenden Sie einfach das SMBH im Zentrum der Galaxie und ermitteln Sie dann einen der beiden anderen Parameter.

Ich glaube, dass Sie in Wirklichkeit dem Schwarzen Loch nicht sehr nahe sein wollen und daher für eine stabile Umlaufbahn nicht superschnell reisen müssen, aber für die genauesten Ergebnisse sollten Sie mit beiden Quellen der Zeitdilatation rechnen. Ihre Kombination wird etwas komplexer:

• $dt_\text{E}$ist ein kleines Inkrement der Eigenzeit$t_\text{E}$,

• $dt_\text{c}$ist ein kleines Inkrement in der Koordinate$t_\text{c}$Zeit koordinieren,

• $v_\shortparallel$ist die Radialgeschwindigkeit,

• $v_e = \sqrt{ \frac{2 G M_i}{r_i} }$ist die Fluchtgeschwindigkeit,

• $\beta = v/c$,$\beta_e = v_e/c$und$\beta_\shortparallel = v_\shortparallel/c$sind Geschwindigkeiten in Prozent der Lichtgeschwindigkeit c,

• $U = \frac{G M_i}{r_i}$ist das Newtonsche Potential, das der Hälfte der Fluchtgeschwindigkeit im Quadrat entspricht.

Zu der Nebenfrage:

Wird die sich so schnell bewegende Raumstation wie ein Ring im Orbit um den Stern aussehen?

Nein, das wird es nicht. Ich weiß, wenn man sich eine Station vorstellt, die um ein Schwarzes Loch herumpeitscht, kann man sich leicht vorstellen, dass sie verschwommen herumpeitscht. Aber betrachten Sie den Stern S2 . Er umkreist das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie namens Sagittarius A. Dies unterscheidet sich nicht allzu sehr von dem, was Sie tun möchten (vielleicht hat es sogar eine langsame Station um sich herum!). Dieser Stern ist 15-mal massereicher als unsere Sonne und bewegt sich bei seiner größten Annäherung mit fast 1,7 % der Lichtgeschwindigkeit (was wir Mitte 2018 beobachten werden). Trotzdem braucht S2 15 Jahre, um das Schwarze Loch zu umkreisen.

Selbst wenn Sie den äußersten Rand dieses supermassiven Schwarzen Lochs mit Lichtgeschwindigkeit umkreisen würden, würde es über vier Minuten dauern, um eine Umlaufbahn abzuschließen. Und Sie würden sich so schnell bewegen, dass nur sehr wenig Licht von Ihnen zu einem Beobachter zurückreflektiert würde. Bei einem deutlich größeren Radius werden Sie jedoch deutlich langsamer, sodass Sie als sich bewegender Punkt, aber nicht als Ring sichtbar sind.

Obwohl eine Bewegung nahe der Lichtgeschwindigkeit eine massive Zeitdilatation verursachen und die Zeit auf dem Schiff im Wesentlichen „beschleunigen“ würde, wird es ein Problem sein, wenn es einen Stern umkreist.

Per Definition sendet ein Stern Licht aus . Daher muss die Fluchtgeschwindigkeit dieses Sterns unter der Lichtgeschwindigkeit liegen. Daher kann ein Schiff, das sich sehr nahe an der Lichtgeschwindigkeit bewegt, es nicht umkreisen, da es wahrscheinlich mit einer höheren Fluchtgeschwindigkeit unterwegs ist. Wenn das Objekt massiv genug wäre, damit die Fluchtgeschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit liegt, hätten Sie ein Schwarzes Loch. Um das Schwarze Loch mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zu umrunden, müssten Sie außerhalb des Ereignishorizonts kreisen , oder genauer gesagt knapp außerhalb der Photonensphäre . Die Photonenkugel ist der Radius, in dem Licht das Schwarze Loch (etwas) stabil umkreisen kann, sodass die Umlaufbahn Ihres Schiffes etwas außerhalb davon liegen müsste, da es sich knapp unter der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Zum Glück, wenn Ihr Schiff so nahe an einem Schwarzen Loch wäre und irgendwie überleben könnte, würde die Gravitationszeitdilatation Ihrer Zeitdilatation einen weiteren signifikanten Schub geben.

Ein Matrjoschka-Gehirn.

https://en.wikipedia.org/wiki/Matrioshka_brain

Mit anderen Worten, sie leben in einer Simulation, oder ihr Verstand tut es.

Da es sich um eine Simulation handelt, ist die Zeit subjektiv und sie können sie nach Belieben verlangsamen. Gelegentlich brauchen sie etwas von der Außenwelt, vielleicht wollen sie fremdes Leben untersuchen.

So können sie eines von ein paar Dingen tun,

• Sie können einen biologischen Körper klonen und Geist darin laden.
• Sie können einen Roboterkörper erschaffen und einen Geist hineinladen.
• Sie können ein Kind großziehen und es einfach auf altmodische Weise unterrichten.

Dann schickten sie diesen Agenten los, um Informationen zu sammeln, und kehrten damit zurück.

Ich bin mir nicht sicher, ob es zu Ihrer Geschichte passt, aber ich wollte etwas auswählen, das zuvor noch nicht erwähnt wurde. Wenn ich mir einige der anderen Antworten ansehe, denke ich, dass sie Ihre ursprünglichen, relativistischen Ideen detaillierter behandelt haben, als ich es mir erhofft hatte. Ich wollte also nur eine weitere Idee vorstellen, die die Kernanforderungen der Verlangsamung der Zeit erfüllt.

Prost!

Nein, vorausgesetzt, wissenschaftsbasiert als Voraussetzung

Es gibt hier ein paar zweifelhafte Annahmen, wenn Sie sich für das wissenschaftsbasierte Tag entscheiden. Sie lassen die "Basen" irgendwie unbedeckt.

• Konventionelle Antriebsmittel. Bei ungefähr einem Kaltstart, unter der Annahme, sagen wir, ein 10.000-Tonnen-Raumschiff (nicht zu groß, aber eine angenehm runde Zahl), wäre Ihr Energieunterschied zwischen 0 und 0,9c

  10000000kg / (~0.44) * (270000000m/s)**2 = ~1.65E24 joules.

  Im Vergleich dazu lag der weltweite Energieverbrauch im Jahr 2013 bei etwa 1E20 Joule. Der Antrieb durch Sonnenenergie und kosmische Strahlung ist also ein Nichtstarter, und herkömmliche Antriebsmittel werden in Bezug auf die verfügbare Energiemenge in Bezug auf die Antriebsmasse (zumindest für Ionenantriebe und ähnliches) nicht ausreichen.

• Wie in den Kommentaren erwähnt, muss das Objekt, das Sie umkreisen, umso massiver sein, je schneller Sie fahren. Wenn es ein aktiver Stern sein soll (um Solarenergie bereitzustellen), müssen Sie ziemlich weit entfernt sein. Obwohl ich die Zahlen nicht vollständig ausgeführt habe, müssten Sie, um eine Umlaufbahn bei 0,9 um unsere Sonne aufrechtzuerhalten, 1 km von ihrem Massenmittelpunkt entfernt sein. Dies würde Sie im Eisenkern der Sonne umkreisen lassen, was offensichtlich unhaltbar ist. Ich glaube nicht, dass Sie möglicherweise eine relativistische Umlaufbahn aufrechterhalten könnten, die zu einer erheblichen Zeitdilatation um etwas führen würde, das weniger massiv und kompakt als ein Schwarzes Loch ist.

• Dies führt zu einem eigenen Problem – Gravitationsbelastungen auf der Station werden die Panzerung gegen kosmische Strahlung/relativistische Mikrometeoriten wie ein kleines Problem erscheinen lassen. Wenn Ihre hypothetischen fortgeschrittenen Außerirdischen die Schwerkraft nicht kontrollieren können, werden sie wahrscheinlich spaghettifiziert , und wenn sie die Schwerkraft kontrollieren können, brauchen Sie Ihre relativistische Raumstation nicht.

Wenn sie gefährlich nahe daran sind, dass ihnen etwas ausgeht, verlangsamen sie genug, um jemanden hinausgehen zu lassen, um zu holen, was sie brauchen, und wenn sie zurückkommen, fangen sie wieder an.

Jedes Mal, wenn das passiert, werden alle viel älter, und sie werden nicht jünger, wenn sie zur normalen Geschwindigkeit zurückkehren. Das könnte weitreichende Auswirkungen haben.

Da jeder und alles in dieser Welt die gleiche relative Zeit erfahren würde, könnte dies in Bezug auf ihren eigenen Bezugsrahmen völlig irrelevant sein, aber ich denke, die Verschiebung ihrer relativen Zeit würde sie aus dem Takt mit ihrer experimentellen Welt bringen.