空间站的时间会变慢！航天员驻留半年会有什么变化？ _空间站

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【空间站的时间会变慢！航天员驻留半年会有什么变化？】

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神州13号三人组要在空间站驻留长达6个月。空间站距离地面高度约400公里，运行速度约7.68km/s 。如果忽略起飞与降落，以该速度从北京飞到上海只需要2分多钟。

有些小伙伴提出疑问：速度这么快，驻留这么久，航天员会不会产生时间膨胀，减缓衰老？
结论：时间膨胀是相对其他人而言的，并不会改变自己的生理时间。根据《相对论》，三人组时间流逝相对地面会变慢，但差别几乎可以忽略不计，与地面上的人相比，累积6个月减慢不到1秒。

时间膨胀效应来源于《相对论》，爱因斯坦用《相对论》重新定义了时间、空间、物质之间的关系，分为“狭义”和“广义”两个部分。狭义描述了“速度时间膨胀效应” ，广义描述了“引力时间膨胀” ，空间站的时间膨胀为两者的叠加。
速度时间膨胀速度时间膨胀指的是高速运动的物体时间流逝速度会变慢。还有一种说法是“动钟变慢” ，高速运动的时钟摆动会变慢。《狭义相对论》是基于两条公理：相对性原理与光速不变原理。 “光速不变”指的是：

彼此做匀速直线运动的任何惯性参考系中，所观察到的光速都是一样的，约为30万公里/秒（真空中）。

下面举例说明一下：

妹妹在地面上
假设一对孪生姐妹，姐姐是航天员乘坐0.866倍光速的飞船出征星辰大海，临行前妹妹将两个同步的光钟分给了姐姐一个，光会光钟内上下摆动进行计时。

姐姐在飞船上
由于速度是相对的，所以假设妹妹不动（以妹妹为参考系）。妹妹看向飞船，非常震惊，因为她发现飞船上姐姐的光钟轨迹为沿飞船速度方向“斜上斜下”运动，自己身边的光钟是“直上直下”的。

由于光速“C”对于两人来说是一样的，但斜线更长（t=斜边/C），所以妹妹认为姐姐的光钟摆动慢了，姐姐衰老的速度将比自己慢。根据勾股定理可以计算出：如果姐姐光钟走了1年，那么妹妹的光钟会走2年，妹妹比姐姐大1岁。

如果以姐姐为参考系（飞船不动），地球以0.886C离飞船远去，姐姐也会发现妹妹的光钟走斜线，变慢了，自己应该比妹妹大1岁。由于速度是相对的，所以结果是一样的。那么姐姐返航后，谁更大？

答案是妹妹，我们引入第三方“地球”为参考系最好解释，飞船始终是“动钟” ，由于动钟变慢，所以重逢时姐姐更年轻。
实验与空间站速度时间膨胀有点反常识，但1941年就已经被μ子观测实验所证实。 μ子是一种极不稳定的粒子，由宇宙射线撞击大气分子所产生，平均寿命只有2.2微秒，衰变之前能移动的距离不到700米。

按理说山顶观测到的μ子，还没到海平面，它们就该消失了。然而，海平面依然能观测大量μ子，而且只比山顶观测到的少了一点。这是因为μ子速度接近光速，时间膨胀效应使其衰变速度减慢了约10倍。

我国空间站速度大约为7.7km/s ，看似很快，但相对于光速仅不到十万分之三，所以速度产生的时间膨胀很小。通过速度时间膨胀公式计算，结果约为5.2毫秒（累计6个月的量）。

引力时间膨胀《广义相对论》讲述了“引力时间膨胀” ，引力越大，时间流速越慢。相对于地面上的人员，空间站离地球更远，所受引力更小，因此时间流速会更快。