【天上一天人间一年是真的吗?宇航员在月球待一天,地球过了多久?】
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时间的流逝近年来不少国家都把载人登月重新提上了日程 , 希望有朝一日人类可以在月球上居住 。 如果人类在月球上生活 , 那这会是一种怎样的体验呢?
天上一天 , 人间一年 , 这似乎是我国许多神话故事中的一个设定。 那要是在月球 , 是否能够像神话故事里讲述的那样 , 并有着此番体验呢?
虽然我们普通人到不了月球 , 但从某种程度上讲 , 兴许还真是这种体验 。 这种“神仙”般的日子是怎么来的?接下来会从科学的角度为大家解释这种感受 。
时间对我们日常生活中的每个人都有重要的影响 , 通过感知时间的流逝变化 , 我们给未来制定计划 , 安排当天的行程 。 但你有没有想过 , 这种时间从哪里来?或者说为什么会有这种变化?
其实关于时间的感受 , 相信绝大数人都是靠着手机或者钟表来进行确认的 。 即便没有这些东西 , 人们判断时间的流逝则是以事物的变化和运动来判断的 。
比如日出日落中物体的影子 , 夜里月球的月相变化 , 但我们无论用什么方式、什么手段都需要一个参照物去辨别这种动态变化 。
说到这儿 , 想必有不少人会联想到爱因斯坦提到的相对论 。 相对论中揭示了物质与时空之间的关系 , 以及它们在不同运动状态下的变化 。
时空“错乱”下的月球狭义相对论中提到 , 对于惯性参考系中的观察者来讲 , 相对于他们移动的时间在测量中会比他们的参考系中静止的时间慢 。 这种情况有时被称为狭义相对论时间膨胀 。 这种变化会随着相对速度越快 , 彼此之间的时间膨胀越大 。 如果接近光速 , 时间甚至会减慢到停止 。
由此在这个理论上 , 一个非常有趣的例子就是时间膨胀中的车辆 , 这辆车速度足够快 , 那么他们在短时间里的运行 , 会让他们进入“未来” 。 速度越快越明显 , 车内一年的时间则是车外十年的时间 。
千万不要觉得这是在瞎说 , 狭义相对论的这种例子已经被各种实验反复论证 , 是具有实际参考意义的 。 现实生活中最经典的应用就是卫星导航系统 。
重力或加速度变化引起的时间膨胀 , 对地球上空的卫星就会产生微弱的影响 。 这种影响则表现为每隔一段时间 , 科学家就会纠正卫星上的时间差 , 虽然这种时间差非常小 , 通常只有几纳秒或者微秒 。
不过这种误差也足够对观测和卫星同步造成影响了 , 现有的原子钟即便非常精确 , 但也逃脱不了这种时间偏差 。 对于空间站的宇航员而言 , 相对速度的变化也会让他们的时间变慢 , 不过这种变化几乎可以忽略不计 , 因为太短了 。
即使是在太空中生活过最久的宇航员 , 也就比地球上的人类在时间上快了0.02秒 。 所以回到之前的问题上来 , 这对在月球上生活的宇航员来讲 , 这种变化是如何的 。
从时间计算上来看 , 地球时间是以自身公转和自转得到的地球时间 。 常规意义上我们所说的时间是 , 也就是地球时间为24小时 。 较于整个天体系统来讲 , 地球围绕太阳公转 , 从恒星自转周期讲 , 地球时间应该是23小时56分4点1秒 。
而月球作为地球的卫星 , 由于潮汐锁定的原因 , 月球自转与地球轨道周期出现了一种同步现象 。 对于月球来讲 , 它自身的周期相较于地球、太阳 , 它的恒星自转周期在27.3天 。
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