Ich studiere Relativitätstheorie und es gibt etwas, das mein Verstand im Moment wirklich nicht verarbeiten kann. Das wäre die Deformation der Zeit auf stark gravitativen Körpern. Nehmen wir als Beispiel den Film Interstellar, wo der Cooper zum Wasserplaneten flog, und wegen der schweren Schwerkraft und der Nähe zum Schwarzen Loch beträgt die Zeit 1 Stunde: 7 Jahre auf dem Raumschiff, das den Planeten umkreist. Gut! Nehmen wir an, Cooper blieb 3 Stunden auf diesem Planeten. Was auf dem Raumschiff 21 Jahre gedauert hat. Stellen Sie sich nun vor, sowohl das Raumschiff als auch der Wasserplanet sind statisch, und beide sind nicht so weit voneinander entfernt, und wir haben einen Beobachter auf dem Raumschiff.
Nun sind beide Fragen:
1- Wird der Beobachter auf dem Raumschiff (nach einer langen Verzögerung) das Bild von genau 3 Stunden von Cooper auf diesem Planeten sehen. Oder wird der Beobachter diese 3 Stunden in Zeitlupe sehen und 21 Jahre brauchen, um die gesamte Reise zu diesem Planeten zu sehen?
2- Wenn Cooper immer noch auf seinem Schiff war, ohne Beschleunigung und weit entfernt von der schweren Schwerkraftwirkung dieses Planeten, und wir ihn beobachteten. Der Zeitdilatationseffekt wäre ziemlich schwach, oder? Jetzt beginnt er zu beschleunigen und tritt in die Gravitationskraft dieses Planeten ein. Das kontinuierliche Bild für den Beobachter würde dann verlangsamt, wenn Cooper zur Planetenoberfläche hinabsteigt?
Vielen Dank im Voraus!
- ... wird der Beobachter diese 3 Stunden in Zeitlupe sehen und 21 Jahre brauchen, um die gesamte Reise zu diesem Planeten zu sehen?
Ja. Die 3 Stunden auf dem Planeten werden vom Insassen des Raumschiffs in Zeitlupe gesehen und umfassen von Anfang bis Ende insgesamt 21 Jahre.
2 ... das kontinuierliche Bild für den Beobachter [der auf dem Raumschiff bleibt] würde dann verlangsamt werden, wenn Cooper zur Planetenoberfläche hinabsteigt?
Richtig.
Denken Sie jedoch daran, dass die Schwerkraft des Planeten selbst nicht ausreicht, um einen Zeitdilatationseffekt dieser Größenordnung zu erzielen. Selbst wenn der "Planet" ein Neutronenstern ist, ist es der Zeitdilatationsfaktor , und niemand würde einen Besuch auf der Oberfläche eines Neutronensterns überleben. Der Effekt kann größer sein, wenn der Planet in der Nähe eines Schwarzen Lochs kreist (weil seine Umlaufgeschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit sein kann), solange das andere Raumschiff, das zurückbleibt, viel weiter entfernt kreist.