Eine Änderung von 1 % wäre machbar, aber dramatische Abweichungen sind unwahrscheinlich. Die Zeitdilatation wird erst signifikant, wenn Sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Sie müssen sich um fast 0,2 ° C bewegen, um einen Unterschied von 1 % zu sehen.

Während ein Sternensystem, das sich mit beliebiger Geschwindigkeit bewegt , theoretisch möglich ist , glaube ich nicht, dass Sie in Wirklichkeit auf Systeme stoßen würden, die sich mit annähernd der erforderlichen Geschwindigkeit bewegen, um dramatische Zeitunterschiede zu erkennen. Zum Vergleich: Die Lichtgeschwindigkeit beträgt 299.792 km/s. Unser Sonnensystem dreht sich mit etwa 250 km/s um das Zentrum unserer Galaxie. Oder weniger als 0,001 C. Ein anderes System müsste sich (relativ) 200-mal schneller bewegen als unseres, selbst für einen Unterschied von 1 %.

Hier ist ein Diagramm, das den Zeitdilatationseffekt bei einer bestimmten Geschwindigkeit zeigt. Die horizontale Achse ist die Geschwindigkeit in Form von C. Die vertikale Achse ist der Faktor der Zeitdilatation.

(Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation )

Sie schrieben:

Nur um den Hintergrund zu geben ... Ich habe die Vision einer uralten Rasse, deren Stern sein Ende sah. Sie zogen zu einem Stern um, der sich deutlich langsamer bewegte als die Mehrheit der anderen in der Galaxie, und als solche alterte die Galaxie um sie herum schnell, während sie eine relativ kurze Zeitspanne verstreichen sahen.

Wie machbar ist das?

Nicht sehr. Es hängt jedoch von ein paar Dingen ab.

Geschwindigkeits-Zeit-Dilatation

Gemäß der speziellen Relativitätstheorie misst ein Objekt, das sich relativ zu einem anderen bewegt, die Zeit anders; Dieses Phänomen ist als Zeitdilatation bekannt. Ein Beobachter in Bewegung misst ein Zeitintervall

$$\Delta t'=\frac{\Delta t}{\sqrt{1-v^2/c^2}}=\Delta t\gamma$$ wo$\gamma$wird als Lorentzfaktor und bezeichnet$\Delta t$ist das von einem stationären Beobachter gemessene Intervall. Wir sollten rechnen können$\gamma$für jeden Stern in einer Galaxie.

Sterne umkreisen sich nicht wie ein starrer Körper (zB wo ihre Tangentialgeschwindigkeit proportional zu ihrem Umlaufradius ist). Ebenso haben sie keine Kepler-Bahnen. In Wirklichkeit folgen sie Rotationskurven – Darstellungen der Geschwindigkeit als Funktion des Radius – die kompliziert sind, sowohl dank dunkler Materie als auch der Tatsache, dass die Galaxie keine Punktmasse ist.

Ich beschloss, mir einige reale Daten anzusehen, also wandte ich mich an Galkin (weitere Informationen hier ), das Daten aus einer großen Anzahl von Beobachtungen der Milchstraße enthält. Insbesondere erzeugt es Rotationskurven aus Daten von Gaswolken, Masern und Sternen.

Ich nahm die Geschwindigkeiten der Sterne, die das galaktische Zentrum tangieren, wie von Galkin berechnet. Ich habe zuerst eine Rotationskurve gezeichnet, die darüber hinaus ziemlich flach ist$r=5\text{ kpc}$.:

Ich habe dann gerechnet$\gamma$, der Lorentzfaktor, relativ zu einem stationären Beobachter im Unendlichen:

$$\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}$$ wo$v$ist die Tangentialgeschwindigkeit des Sterns. Wie erwartet,$\gamma$liegt in der Nähe$1$für alle$r$; Aufgrund der Bewegung der Sterne gibt es nur eine geringe Zeitdilatation.

Gravitationszeitdilatation

Auch die Zeit fließt für einen Beobachter in einem Gravitationsfeld unterschiedlich schnell. Das Gravitationsfeld der Galaxie ist nicht groß, und deshalb können wir etwas anwenden, das als schwache Feldgrenze bezeichnet wird :

$$\Delta t'\approx\Delta t\sqrt{1+\frac{2\Delta\phi}{c^2}}$$ wo$\Delta\phi$ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Beobachtern. Um das Potenzial zu berechnen, habe ich ein Modell von Flynn et al. 1996 . Es reproduziert die beobachtete Rotationskurve sehr gut unter Verwendung eines Drei-Komponenten-Modells:

Indem ich einen Beobachter auf unendlich setze, lasse ich$\Delta\phi=\phi$, und damit überhaupt die Proportionalitätskonstante berechnet$r$. Es stellt sich heraus, dass es ziemlich nah ist$1$, was bedeutet, dass es sehr wenig gravitative Zeitdilatation gibt.

Ich bin kein Physiker, also nimm das mit ein paar Körnern Salz, aber...

Ihre Grundannahme ist falsch, alle "Bezugsrahmen" haben die gleiche Geschwindigkeit in Bezug auf die Lichtgeschwindigkeit. Dies ist eigentlich der Grund für die Zeitdilatation der relativen Geschwindigkeit, sodass Sie sie nicht einmal mit der Hand wegwinken können. (Ansonsten könnte FTL-Fahrt helfen.) Die Folge davon wäre, dass beide Systeme genau die gleiche Geschwindigkeitsdifferenz zueinander und folglich die exakt gleiche Zeitdilatation zueinander hätten. Der Effekt wäre symmetrisch.

Grundsätzlich ist Ihre Frage in dem Sinne falsch formuliert, dass es auf die Geschwindigkeitsänderungen von Reisenden ankommt, nicht auf den Unterschied in der konstanten Geschwindigkeit von Planeten. Das ist das klassische „ Zwillingsparadoxon “. So wie man es sich wünscht, würde dies dazu führen, dass mehr Zeit in der Galaxie vergangen ist, als für die Reisenden.

Aber es gibt ein ziemlich großes Problem. Der Effekt beruht darauf, dass der Reisende zwei relativistische Reisen unternommen hat. Oder kurz gesagt, Sie können FTL nicht verwenden. Sie müssten eine langsamere als leichte Reisemethode verwenden, und ich denke nicht, dass es mit STL wirklich praktisch ist, die gewünschte Zeitdilatation zu erhalten. Es würde einfach zu lange dauern. Und wirklich nur für Einzelfahrten nützlich sein (für Story-Zwecke). Und erfordern unrealistisch effiziente Motoren.

Auf der anderen Seite, wenn Sie FTL annehmen, können Sie bestimmen, dass die Zeit in FTL langsamer vergeht, und sagen, dass die alte Zivilisation tatsächlich dorthin geflohen ist ...

GrandmasterB hat eine gute Antwort bezüglich der Verlangsamung der Zeit aufgrund hoher Geschwindigkeiten gegeben. Lassen Sie mich die Lücke mit der Schwerkraft füllen. Die Zeitdilatation im Gravitationsfeld wird durch die Schwarzschild-Metrik angegeben . Daraus folgt, dass der Faktor, der angibt, wie viel langsamer die Zeit vergeht, ist

$$\delta t=\sqrt{1+\frac{2G M}{R c^2}}\;,$$

wo$c$ist die Lichtgeschwindigkeit,$R$ist der Radius des Planeten,$G=6.672\cdot 10^{-11}\;\mathrm{s/kg}$ist die Gravitationskonstante und$M$ist die Masse des Planeten in Kilogramm. So unterscheidet sich zum Beispiel für die Erde die zeitliche Durchflussrate um 0,9999999993 im Vergleich zum Weltraum. (Dh es gibt fast keinen Unterschied).

Um eine allgemeinere Schätzung zu erhalten, die sehr gut vorstellbar ist und ungefähr für jeden Ort in der Galaxie verwendet werden kann, können wir die interessante Tatsache verwenden, dass für die Scwarzchild-Lösung die Fluchtgeschwindigkeit durch dieselbe Formel wie für die Newtonsche Schwerkraft gegeben ist.

$$v_e=\sqrt{\frac{2GM}{R}}\;.$$

Wenn wir diese Gleichungen zusammensetzen, können wir berechnen, dass die Zeitverlangsamung an einem bestimmten Ort durch die Fluchtgeschwindigkeit ins Unendliche gegeben ist

$$\delta t=\sqrt{1-\frac{v_e^2}{c^2}}\;.$$

Interessanterweise ist dies die gleiche Formel wie in der speziellen Relativitätstheorie für Zeitdilatation, die Großmeister B in seiner Antwort gezeichnet hat! Die Fluchtgeschwindigkeit aus unserer Galaxie beträgt ungefähr 500 km/s , also fließt die Zeit hier 0,9999986 x Zeit im intergalaktischen Raum. Leider gibt es also keine signifikanten Zeitverschiebungen, es sei denn, Sie befinden sich wirklich in der Nähe von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern.

einige Probleme (oder vielleicht Chancen), die möglich sein müssten:

1. Wenn die Alten von einer Welt zu einer anderen springen wollten, die sich zufällig bereits mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegte, müssten sie selbst eine Möglichkeit haben, diese Art von Geschwindigkeit zu erreichen, damit sie dann auf dem Planeten landen könnten.

2. Ich vermute, dass es für sie sehr schwierig sein wird, die Existenz und Position solcher Planeten zu entdecken, bis sie diese Art von Geschwindigkeit erreichen, weil sie sich so schnell bewegen.

3. Sie müssten sich auch zufällig in eine Richtung bewegen, die sie näher an den Planeten bringt.

4. müssten sie auf einem Kurs sein, der die Flugbahn des Planeten schneidet, damit sie sich nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit bewegen müssen, um ihn einzuholen?

Berichte über die schnellsten Objekte im Universum [1,2] gehen davon aus, dass es Planeten geben könnte, die sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Millionen Meilen pro Stunde oder 0,04473-facher Lichtgeschwindigkeit bewegen. Dies führt zu einer kleinen, aber merklichen Zeitdilatation. Wenn im Rest des Universums 1000 Tage vergangen sind, sind auf dem Hochgeschwindigkeitsplaneten nur 999 Tage vergangen. [3] In hundert Jahren vergehen auf dem hypothetischen Planeten nur 99 Jahre, 10 Monate und 24 Tage.

[1] http://bit.ly/1BubVsW [2] http://bit.ly/1IkdFFs [3] http://bit.ly/1tFtDmO

Beim Vergleich zweier Sternsysteme müssen Sie zwei Punkte beachten. Erstens ist die relative Geschwindigkeit des Sonnensystems in Bezug auf ein anderes. (mit zunehmender Relativgeschwindigkeit verlangsamt sich die Zeit), dann müssen Sie ein Gravitationsfeld berücksichtigen (bereitgestellt durch die Masse eines Sonnensystems).

Die Zeitdilatation in einem Gravitationsfeld hängt nicht von der lokalen Stärke des Feldes ab, sondern davon, "wie tief Sie sich darin befinden". Wenn das Gravitationsfeld nahezu gleichförmig ist, so dass es in der Höhe fast genauso stark ist wie in Bodennähe, dann wird es immer noch eine gravitative Rotverschiebung des Lichts geben, das gegen die Schwerkraft aufsteigt. (Der Einfluss der Zeitdilatation in einem Gravitationsfeld ist vernachlässigbar, es sei denn, Sie kreisen in der Nähe eines Neutronensterns, eines Schwarzen Lochs).

Stellen wir uns also zwei verschiedene Systeme vor, einen massereichen Stern und einen weißen Zwerg, beide bei Geschwindigkeitsunterschieden und unterschiedliche Gravitationsfelder würden einen Unterschied im Zeitablauf relativ zueinander erzeugen. Prozesse im langsameren, weniger massiven Sternensystem werden im Vergleich zum kleinen Sonnensystem langsamer ablaufen.

**Die Zeit wird immer durch Rotationen berechnet, eine volle Planetenrotation wäre ein Tag, der > oder < als ein Erdtag sein kann. Ein Jahr wäre auch >/< als ein Erdenjahr. Die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Sternensystems wäre +/- X % des Sonnensystems.

Die durchschnittliche Vorwärtsgeschwindigkeit beträgt ebenfalls +/- Y %. man kann nicht mehr von Uhren sprechen, da wir menschlich gesehen innerhalb der biologischen Zeit leben werden, begrenzt durch stellarabhängige Zeit(en), die durch Zeitindikatoren gemessen werden könnten:

1. Indikator der Erdzeit (Etalon);

2. Indikator des Sternensystems;

3. Anzeige der Konstellation/en;

4. Anzeige für innere Raumschiffe;

5. durchschnittliche Zeitanzeige;

6. Etalon Indikator für das menschliche Leben;

7. individuelle humanbiologische Indikatoren.

Iwan Petryschin