Gibt es einen großen Unterschied im Tempo der Zeit auf einem erdähnlichen Planeten, der ein BH in sicherer Entfernung umkreist, und auf einem Schiff, das diesen Planeten umkreist?

Noch eine Frage zum Interstellar-Film.

Als die Besatzung (oder was davon übrig ist) in der Nähe von Millers Planeten ankam, der Gargantua umkreiste, wurde ein Team zu dem Planeten geschickt, um Miller zu retten, der dorthin geschickt wurde, um zu untersuchen, ob der Planet bewohnbar sein könnte. Ein Teilchenphysiker (?) wurde in einem Raumschiff zurückgelassen, das den Planeten umkreist.

Nun erklärte der Teilchenwissenschaftler (der in dem Raumschiff blieb, das den Planeten umkreist) im Film, dass er selbst viel, viel mehr vergangene Zeit erlebt hätte, wenn das Team ein paar Stunden auf dem Planeten geblieben wäre (was sich als etwas mehr herausstellte). über 23 Jahre).

Aber wie ist das möglich? Der Planet fällt frei um den BH herum (frei fallende Körper erfahren keine Änderung des Zeittempos, da fallende Körper keine Schwerkraft erfahren, sodass die Raumzeit in ihrem Bezugssystem nicht gekrümmt ist) und wir sehen, dass das Team eine vergleichbare Schwerkraft auf dem Planeten erfährt zu dem der Erde.

Das bedeutet, dass die Zeit für das Team ungefähr im gleichen Tempo voranschreitet wie auf der Erde (wenn sie sich in einer großen Kiste wiederfinden würden, durch die man nichts sehen kann, könnten sie es nicht sagen, wenn sie auf der Erde bleiben würden oder auf Millers Planeten, vorausgesetzt, die Schwerkraft auf Millers Planeten ist dieselbe wie auf der Erde, was nicht allzu weit von der Wahrheit entfernt zu sein scheint). Nehmen wir an (was ich für vernünftig halte), dass der Zeitverlauf auf dem Teil von Millers Planeten, der Gargantua zugewandt ist, derselbe ist wie der Zeitverlauf auf dem Teil des Planeten, der der anderen Richtung zugewandt ist, also müssen wir uns nur mit dem des Planeten befassen Schwere.

Jedes Mitglied des Teams würde (fast) keinen Unterschied beim Gehen auf der Erde spüren, also würde man denken, dass die Zeit für sie etwas langsamer voranschreitet (wie auf der Erde) als für den Kerl, der in dem Raumschiff zurückgelassen wurde, das den Planeten umkreist. Er fällt frei auf Millers Planeten und Gargantua zu und spürt überhaupt keine Schwerkraft, was bedeutet, dass sein Zeittempo maximal ist. Er (und das Team) befinden sich möglicherweise in einer Umlaufbahn, in der die Zeit aufgrund der Schwerkraft von Gargantua langsamer vergeht, aber dieses Verlangsamen der Zeit wird nur von Objekten wahrgenommen, die relativ zum BH ruhen (denken Sie an eine Rakete, die in sicherer Entfernung bleibt). von einem BH durch Verwendung eines superstarken Schubmechanismus).

Würde das alles nicht bedeuten, dass, wenn das Team zu dem Schiff zurückkehrt, das den Planeten umkreist, sich das Alter der Teammitglieder und des Teilchenphysikers um einen SEHR KLEINEN Betrag unterscheidet, anstatt der 23 Jahre, die uns der Film glauben machen will? Das heißt, die Teammitglieder sind nur SEHR WENIG jünger als unser Teilchenphysiker, statt 23 Jahre?

Beachten Sie, dass ich das Problem im (ungefähren) Trägheitssystem des frei fallenden Planeten und des frei fallenden Raumschiffs analysiert habe, das Millers Planeten umkreist.

Es ist schon einige Zeit her, seit ich den Film gesehen habe, aber umkreist das Raumschiff nicht eher das Schwarze Loch (in größerer Entfernung als Millers Planet) als den Planeten selbst?
Bist du sicher, dass sie sich keine Sorgen um die Zeit gemacht haben, die auf der Erde vergangen ist? Ansonsten denke ich, wie Sie, dass der auf dem Orbiter nur ein bisschen älter ist als die anderen.
@mmeent-ich denke du hast recht! Aber das würde nichts am Kern meiner Frage ändern.
@Alchimista-Sie waren in der Tat besorgt über die Zeit auf der Erde. Aber das gilt auch für den Wissenschaftler im Orbiter, aber er war 23 Jahre älter, als der Rest des Teams zum Orbiter zurückkehrte, also warum sollte er nicht auch 23 Jahre älter sein als die Menschen auf der Erde? Es gibt kaum einen Unterschied zwischen dem Mann im Orbiter und dem Team auf dem Planeten. Warum also sollten sie sich im Alter so stark voneinander unterscheiden? Ich bezweifle sogar, dass das Team (oder der im Orbiter zurückgelassene Wissenschaftler) während des Aufenthalts auf dem Planeten (Orbiter) 23 Jahre jünger wird als die Menschen auf der Erde.

Antworten (1)

Wenn Sie sich im freien Fall in der Umlaufbahn um ein Objekt befinden, befinden Sie sich immer noch in seinem Gravitationsfeld. Wenn Sie es nicht wären, würden Sie sich einfach davon entfernen. Niedrigere Umlaufbahnen haben langsamere Zeitrahmen, da sie tiefer in der Schwerkraft liegen und durch höhere Geschwindigkeit in niedrigeren Umlaufbahnen weiter verlangsamt werden. Ein Planet, der ein Schwarzes Loch umkreist, könnte also eine langsamere Zeitrate haben, je näher die Umlaufbahn ist, wenn sie nicht durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen würden. Hier ist ein Link zu einem Diagramm der Zeitdilatationen für Objekte, die die Erde umkreisen https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_time_dilation#/media/File:Orbit_times.svg

Aber wie kann, sagen wir, ein Astronaut in einer Kapsel, aus der er nichts sehen kann, den Unterschied zwischen einer freien Umlaufbahn um einen Planeten oder einem Aufenthalt im leeren Raum erkennen? In beiden Fällen ist er schwerelos. Vergeht die Zeit für einen Astronauten nicht langsamer, weil er so schnell sein muss, um die Umlaufbahn beizubehalten? Es stimmt, die Zeit vergeht langsamer, je näher man einem Planeten kommt. Aber dieses langsamere Tempo gilt nur für Objekte in REST in Bezug auf den Planeten (wie es beispielsweise bei einem Raumschiff in der Nähe eines BH der Fall ist, das seine Schubmotoren verwendet, um zu verhindern, dass es auf das BH fällt; natürlich in sicherer Entfernung). . Und würde nicht Ihre Antwort
implizieren, dass der Altersunterschied zwischen dem im Orbiter verbliebenen Mann und dem Rest des Teams viel kleiner als 23 Jahre wäre, weil er und das Team die BH umkreisen? Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Rest des Teams auf einem "erdähnlichen" Planeten wandelt, sodass sich der Rest des Teams im Alter nicht so sehr vom Alter des Wissenschaftlers im Orbiter unterscheiden kann?
@descheleschilder Ja, wenn er den Planeten in der Nähe des bh umkreist hätte, wäre ihre Zeit sehr ähnlich gewesen, ich glaube, es gab eine gewisse Albernheit im Film darüber, dass er weiter weg vom Planeten und bh wartete. Auch die gravitative Zeitdilatation verschwindet nicht, wenn Sie sich in einer Kapsel im Orbit bewegen, sie wird mit zusätzlicher Zeitdilatation von der Geschwindigkeit dargestellt, die blaue mittlere Kurve in der Grafik von meinem Link.
Wenn wir uns also zwei Astronauten in einem geblendeten Raumschiff vorstellen: einen, der irgendwo auf der blauen Linie eine große Anzahl von Erdumrundungen macht, wo es einen Nettozeitgewinn gibt, und einen, der irgendwo im Weltraum bleibt (mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Typ im umkreisenden Raumschiff, sagen wir in Bezug auf die Sonne), während der andere seine Umlaufbahnen durchführt. Beide spüren in ihren Schiffen keine Schwerkraft. Wie kann es also sein, dass sie, obwohl sie sich in derselben Situation befinden (in einem geblendeten Raumschiff, ohne die Schwerkraft zu spüren), einen winzigen Altersunterschied haben, wenn sie sich treffen (indem sie zusammenstoßen)?
Liegt es daran, dass ein Gravitationsfeld nicht homogen sein kann? Also befindet sich der Typ im umkreisenden Raumschiff in einer anderen Situation?
@descheleschilder Die Gravitationsstärke nimmt mit größerer Entfernung gemäß dem Gesetz des umgekehrten Quadrats ab, sodass auch die Gravitationszeitdilatation mit der Entfernung abnimmt.
Gibt es einen großen Unterschied im Tempo der Zeit auf einem erdähnlichen Planeten, der ein BH in sicherer Entfernung umkreist, und auf einem Schiff, das diesen Planeten umkreist?
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