火星上一分鐘等於地球一分鐘嗎?

時間 2021-05-31 00:46:09

1樓:cg huang

不等於。你樓上的人的一分鐘都不等於你的一分鐘。 時間在越靠近重/(massive)高質量的物體時流逝的更慢一點。

地球比火星更靠近太陽所以這裡的一分鐘更長。然而這些差別我們人體根本感覺不到所以然並卵(可是對於一些更精準的系統必如gps 就會受到這一點點的時間差距的影響) 然後移動中的物體的時間也會變慢,然後這一切其實都是基於光速不變這一點來推論出來的。

2樓:

火星上的一分鐘與地球上的一分鐘是不一樣的。

假設在火星和地球上各放置乙個完全相同的原子鐘,同步開始計時,那麼一段時間之後,確實會發現兩個原子鐘上記錄了不同的時間,這是由於相對論中所描述的「時間膨脹」現象引起的。

值得一提的是,人站在火星上計時,與站在地球上計時相比,將不會感覺到自己的時間有任何異常,這是因為當你站在乙個星球上計時時,你與這個星球相對靜止,你也就擁有與該星球等同的速度,同時,也擁有與該星球相同的「時間流速」。相對靜止的觀察者對時間流逝的看法是一致的。

在問題描述的情況下,「時間膨脹」應該主要體現於兩個方面:1. 由相對速度差引起的「時間膨脹」,即,物體A相對於物體B運動,A的速度越快,在B看來,A的時間流速就越慢。

2. 由重力引起的「時間膨脹」,也就是,物體越接近乙個大質量的物體,其時間流速就越慢。

下面做一些粗略的計算:

首先,考慮由軌道速度差引起的「時間膨脹」:

設火星的平均軌道速度為:2.41×10^4 公尺/秒

設地球的平均軌道速度為:2.98×10^4 公尺/秒

光速c為:299792458 公尺/秒,取近似值:3.00×10^8 公尺/秒

火星與地球的平均軌道速度差為:v = 2.98*10^4 - 2.41*10^4 = 0.57×10^4公尺/秒

代入 √(1 - v^2 / c^2)

由相對速度差引起的「時間膨脹」約等於:0.999999999819

這意味著,根據由相對速度引起的「時間膨脹」計算,1地球秒/1火星秒 = 0.999999999819

然後,考慮由表面重力引起的「時間膨脹」:

設火星質量為:6.43×10^23 kg

設地球質量為:5.98×10^24 kg

設火星半徑為:3.397×10^6 公尺

設地球半徑為:6.371×10^6 公尺

引力常數G為:6.67×10^-11 N·m^2/kg^2

代入 e^(G M R /(R^2 * C^2))

火星表面的「時間膨脹」約為:1.0000000001398

地球表面的「時間膨脹」約為:1.0000000006945

由表面重力引起的「時間膨脹」:1.0000000005547

這意味著,根據由表面重力引起的「時間膨脹」計算,1地球秒/1火星秒 = 1.0000000005547

最後,考慮進太陽的影響,測算由軌道重力引起的「時間膨脹」:

設太陽質量為:1.99×10^30 kg

代入 e^(G M R /(R^2 * C^2))

火星軌道的「時間膨脹」為:1.000000006471

地球軌道的「時間膨脹」為:1.000000009865

由太陽引力引起的「時間膨脹」:1.000000003394

這意味著,根據由太陽引力引起的「時間膨脹」計算,1地球秒/1火星秒 = 1.000000003394

將上面所得的三個比率相乘,結果就是考慮進全部因素後,1地球秒與1火星秒的比值:

0.999999999819 × 1.0000000005547 × 1.000000003394 ≈ 1.000000004

這意味著,考慮進全部的因素後,1地球秒/1火星秒,大概等於1.000000004,反過來,1火星秒/1地球秒等於0.9999999996

需要注意的是,上面只是利用平均資料來做的乙個概略計算和腦補,結果並不能說明什麼。這是因為,在兩個行星處於軌道上的不同位置時,它們的速度差並不是一成不變的,有時差別會很大,因此相對的「時間膨脹」的大小也會隨時發生變化。對於地球來說,火星上的時間並不是永遠都要比我們稍微快一些,有時也會比我們慢,取決於當前時刻兩個行星的運轉速度。

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