黑洞中的一小时真的等于地球上的七年吗,为什么呢？ _经验知识

施郁
（复旦大学物理学系）
引力确实使得时间变慢。可以用引力红移来推论。
首先我解释一下引力红移。假设从地面向高出发射一束光。光在高处被接收时的频率要比发射时的频率低。在高处的引力比地面弱。也就是说。引力越弱。光的频率越低。这可以用等效原理来解释。假设在光离开地面时。有一个人同时从高处自由下落。在他来看。光的频率与发射时一样。但是。静止在高处的测量者离开光而去。所以这位静止在高处的测量者测量的光的频率变低。
这个引力红移说明钟变快了。而且这个结论对任何的钟都是成立的。钟测量的是时间。所以也就是说。时间变快了。引力越弱。时间越快。反过来就是说。引力越强。时间越慢。
现在这个效应在GPS系统中已经用到。GPS定位卫星上的原子钟比地面上的钟每天快3毫秒。
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在黑洞内部恐怕不行。但在黑洞附近则是完全可以出现这样的情况。既然题主提出了这样的问题。想必题主看过了几年前著名的科幻电影《星际穿越》。这部片子的唯一科学顾问是因为引力波探测而在去年获得诺贝尔物理学奖的基普·索恩。所以片中关于时间流逝速率的现象是有理论保证的。这就是广义相对论的时间膨胀效应。
根据爱因斯坦创立的广义相对论。时间在宇宙中并非以完全相同的速率流逝。对于引力场强度不同的地方。它们之间的时间相比过得有快有慢。在引力场相比更强的地方。时间过得越慢。反之亦然。例如。地球表面的时间会过得比远离任何天体的地方（相当于几乎不受引力作用）过得更慢。而太阳表面的时间又会过得比地球表面更慢。不过。类似恒星或者行星这样的天体。它们所能产生的引力场强度是非常有限的。所以不会出现巨大的时间膨胀效应。
在宇宙中。只有一些拥有极端引力场的天体才会造成巨大的时间膨胀效应。例如。黑洞。由于黑洞把大量的质量集中在一起。所以它们能够产生超强的引力场。在《星际穿越》中。由于米勒行星几乎处在黑洞表面的边缘。非常接近黑洞的事件视界。所以那里的时间流逝速率比地球上慢了6万多倍。即那颗星球上的1小时。等于地球上的7年。如果越靠近黑洞。时间流逝速率相比越趋近于停止。
至于黑洞内部的时间可能很特殊。因为时间和空间的坐标在那里发生了互换。时间的流逝方向指向中心奇点。
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答案其实很简单。那就是宇宙中吞噬一切的黑洞。时间和空间。在它的周围都会发生一定的扭曲。然而这是为什么呢。我们知道。黑洞的质量非常的大。根据万有引力定律。质量越大。吸引力也就越大。超越一定的阈值后。

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黑洞就像一个被打开的浴缸旋涡。将周围的时间。空间统统吸入其中。甚至连宇宙中速度最快的光。也不能幸免。地球上一米的直线。到了黑洞附近。可能会被拉扯成1万多米的曲线。同样的道理。地球上的一秒钟。到了黑洞中。就只是万分之一个瞬间罢了。

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影视作品中。就曾做过类似的猜测。当宇航员登陆到黑洞附近的星球后。发现时间被变慢了。每过一个小时。相当于地球上的七年。等到宇航员们结束任务。回到飞船上后才发现。几十年已经过去了。而这还仅仅是出于黑洞的边缘。

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没被黑洞吸进去的状况。假如更近一步。来到黑洞中。或是抵达黑洞的中心。时间会不会更加稀释。甚至根本不存在时间。这一切仍然是个迷。这也让科学家们一时脑洞大开。
【黑洞中的一小时真的等于地球上的七年吗,为什么呢？】毕竟在黑洞的深处。光是无法移动的。这会不会是人类穿越时空。抵达过去未来的一种途径呢？