Por que Cooper mantém a mesma idade quando está longe da Terra?

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Por que Cooper mantém a mesma idade quando está longe da Terra?

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Eu tive uma discussão na escola com um dos meus amigos sobre isso. Eu disse que Cooper permanece a mesma idade porque ele está a séculos de distância da Terra, mas meu amigo disse que eu estou errado porque ele está em um ambiente semelhante à Terra, portanto ele envelhece da mesma forma que ele na Terra - isso é verdade? / p>

interstellar

por Skullhammer123 21.07.2015 / 11:09

3 respostas

36

Vocês dois parecem estar entendendo mal a ciência por trás do Interstellar . A razão pela qual Cooper mantém a mesma idade enquanto seus filhos continuam a envelhecer é devido à teoria da relatividade , especificamente dilatação do tempo e mais especificamente dilatação do tempo gravitacional .

Uma breve visão geral da ideia é que em lugares onde a gravidade é maior, o tempo passa mais devagar. Como tal, podemos ver na vida real que os relógios em órbita ao redor da Terra acabarão fora de sincronia com os relógios da Terra em quantidades muito pequenas.

Mas quando a diferença de gravidade é mais strong, o efeito também é. Então, quando Cooper e sua equipe viajam para um planeta orbitando um buraco negro supermassivo chamado Gargântua, a diferença de gravidade entre a Terra, o navio no espaço exterior e o planeta para onde viajam significa que da sua perspectiva muito pouco tempo passou, mas o astronauta no navio (e as pessoas ainda na Terra) ver cerca de 23 anos passam.

Em suma, a diferença em como Cooper envelhece em Interstellar tem (quase) nada a ver com sua distância da Terra ou da Terra como condições em que ele está vivendo - em vez disso, vemos os efeitos de dilatação do tempo gravitacional em circunstâncias extremas.

21.07.2015 / 11:29

3

Ou eu não entendo seus argumentos corretamente ou ambos estão errados: Não tem nada a ver com a terra como o meio ambiente ou a distância à terra. A gravidade do buraco negro diminui o tempo se você estiver em seu raio de influência. É por isso que ele só envelhece um pouco enquanto seus filhos crescem e até envelhecem. Eles tentam explicar como funciona no filme, mas para entender completamente, eu recomendaria ler alguma literatura sobre a Teoria da Relatividade de Einstein, na qual o envelhecimento é baseado no filme.

21.07.2015 / 11:29

Tags interstellar

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Você está um pouco correto, mas também está errado ao mesmo tempo.

Por que você está ligeiramente certo

Como mostrado em este post do Physics.SE , os astronautas se afastam mais do campo gravitacional da Terra (no citado Por exemplo, é a bordo do ISS que realmente experimentará a dilatação do tempo, embora extremamente minutamente : a diferença de tempo é de aproximadamente 10 ^-9 segunda alteração. Note que isso significa que levará cem anos para você notar uma diferença de 1 segundo entre alguém a bordo do ISS e alguém na Terra.

Por que você está errado

Dito isto, a razão pela qual Cooper parece ter cerca de 35 anos ao longo do filme é porque ¹ de Gargantua , o buraco negro supermassivo (SMBH) e a dilatação gravitacional gravidade gravitacional deste SMBH, como mencionado pelo Dr. R Drizzle .

A dilatação do tempo gravitacional é um fenómeno encontrado na relatividade geral

whereby time runs slower when in a higher gravitational potential. Put simply, the closer you are to a large body like the Earth the slower time runs, thus time runs slower for someone on the surface of the earth compared to someone in orbit around the earth."
(source, link added by me)

O potencial gravitacional de força inversamente depende da distância radial do objeto, portanto, estando próximo ao SMBH, o tempo experimentado entre o Cooper & Alguém na Terra é necessariamente diferente. As duas grandes ocorrências desse efeito no filme são:

A viagem para o mundo da água levou cerca de 3 horas na época da Coopers, mas para Romiliy a bordo do navio orbital, 23 anos passou ².

A manobra de tiros com estilingue pareceu demorar poucos minutos , mas outros 51 anos foram passados na Terra (cf. a marca 2:30 do vídeo do YouTube linkado e o comentário subseqüente do Dr. Brand, Você não soa tão ruim para alguém empurrando 120. ).

Note que esta foi uma parte grande do ponto do filme: Kip Thorne (consultor científico e produtor executivo do filme) queria que a população visse buracos negros e relatividade de uma maneira cientificamente precisa ³. Os efeitos do Cooper & As viagens de Brand são cientificamente corretas e até as filmagens do SMBH vieram de uma simulação das equações de campo de Einstein (que também produziram duas publicações de pesquisa).

Também houve um número razoável de perguntas feitas no site do Physics StackExchange sobre o filme Interstellar . Essa consulta simples do site deve fornecer a você um ponto de partida para algumas das questões físicas subjacentes filme. O mais relevante seria:

Quão strong deve ser a gravidade para aumentar o tempo

A dilatação do tempo é uma ilusão (não sobre o filme, mas relevante mesmo assim)

Dilatação do tempo gravitacional , o tempo do observador em um menor potencial gravitacional diminuiu no quadro do maior

^{1 Obviamente, ignorando o todo "foi filmado em ~ 1 ano & Matthew McConaughey possivelmente não pode ter envelhecido 120 anos em tão pouco tempo" razão}
^{2 Eu estou supondo o tempo da Terra, mas eu não acho que esse ponto seja discutido no filme.}
^{3 A queda de Cooper no SMBH não obstante aqui, o forças de maré teriam dilacerado seu corpo.}