流浪地球的速度會達到光速的10%,那時間會變慢嗎?
在相對論看來,運動參照系的時間相對於靜止參照系過得更慢一些。但不管怎樣,無論地球的運動速度有多快,地球上的人都不會覺得時間變慢了,因為時間快慢是兩個參照系之間的比較結果。
在《流浪地球》的電影中,地球將會被加速到光速的10%,即3萬公里/秒。然而,這個速度仍然不夠接近光速,所產生的相對論效應並不顯著。按照計劃,如果不考慮相對論效應,地球需要2500年的時間才能到達4.2光年之外的比鄰星。但考慮到時間膨脹效應,地球上的人所經歷的時間會略少於2500年。
對於這種變加速運動過程,沒有具體的數據,想要精確計算時間膨脹效應不切實際。這裡以原著小說中給出的數據做個簡單計算。根據小說中的設定,地球先經過500百年時間的加速達到光速的5%,然後依靠慣性滑行1300年的時間,之後再對地球進行500年的減速,最後再用200年的時間泊入環繞比鄰星的軌道。
首先,在前500年(假設這500年是相對於最初地球參照系而言),假設地球做勻加速運動,其加速度大小約為0.00095米/平方秒。根據勻加速運動的鐘慢效應公式,流浪地球所經歷的時間大約為499.79年。
在中間1300年,假設地球做勻速運動,根據勻速運動的鐘慢效應公式,流浪地球所經歷的時間大約為1298.37年。
在後500年,假設地球做勻減速運動,流浪地球所經歷的時間大約也是499.79年。在最後200年,相對論效應可以忽略。
因此,如果最初地球參照系計算出的旅行時間是2500年,那麼,流浪地球實際所經歷的時間大約為2497.95年,少了大約2.05年。但對於流浪地球上的人來說,他們不會感覺到時間過得變慢了,他們的壽命也不會變長,1秒的時間還是原來所感受到的那樣長。
然而,如果最初考慮到相對論效應,計算出流浪地球所會經歷的時間是2500年,那麼,對於原先地球參照系來說,流浪地球抵達比鄰星的時間會略多於2500年。
總之,對於這種速度還不夠接近光速的運動,或者加速度太小的加速運動,相對論效應並不顯著。


※怎麼理解光速是恆定的,跟參照系選擇無關?
※冥王星上發現會移動的東西是什麼?
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