如果你在黑洞上活了一个小时,又健康的回到了地球,那么地球过了多长时间？

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根据广义相对论。对于处在不同强度的引力场中的观察者而言。时间流逝速率是不一样的。弱引力场中的观察者会测得强引力场中的时间过得更慢。这就是引力时间膨胀效应。由于黑洞附近的时空受到了强烈的扭曲。而地球附近的时空受到弯曲的程度较小。所以地球上的观察者会认为黑洞附近的时间过得很慢。并且越靠近黑洞。时间流逝速率越慢。

由于黑洞强大的潮汐作用。人在接近黑洞事件视界的过程中。身体不同部位受到的引力作用相差很大。从而导致身体被扯碎。俗称“意大利面条化”。因此。正常情况下。人是无法完整地近距离接触视界。但我们可以考虑靠近黑洞的情况。如果有人乘坐宇宙飞船在黑洞周围飞了一小时。那么。地球上的人会认为宇宙飞船在黑洞周围的飞行时间远不止一小时的时间。具体多少要看有多接近黑洞。例如。在《星际穿越》中。一颗行星近距离环绕黑洞运行。在这颗行星上过一小时。等同于在地球上过了七年。引力时间膨胀效应相当显著。至于被视界包围住的时空。我们还没办法知晓究竟是怎么回事。如果不考虑人被黑洞撕碎的情况。在黑洞视界附近待一个小时再回来。地球上早已是沧海桑田。

事实上。引力时间膨胀应在地球上也能表现出来。例如。由于GPS卫星远离地面。受到的地心引力相对较小。导致GPS卫星携带的时钟每天比地球表面上的时钟快了45微秒。这个误差对于定位而言是不能忽略的。必须要消除掉。

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这种广义相对论的时间膨胀效应在我们日常生活中也会用到。例如我们的手机导航如果没有进行时间调整。将会产生极大的误差出来。卫星在轨道上飞行它的时间需要经过引力及速度影响的校核。

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如果你在黑洞上活了一个小时。那么地球过了多长时间？

其实看过《星际穿越》的朋友都知道。即使在距离黑洞“卡冈图雅”很远的米勒星球上。那边的一小时就相当于地球上过去了七年！可想而知在黑洞里呆一小时。这对于地球是多久哈....当然这并不是瞎猜。广义相对论里早已有给我列好了计算公式！

当然了解黑洞引力与时间关系的朋友。即使目测也会发现其实米勒行星上的时间交换比和它所在的位置是不成正比的！也就是说米勒行星上的一小时和地球上比起来大概也就1-2小时之间。最多也不会超过太多！那么在视界位置能达到这个效果吗？或者说这个交换比是多少？

t为黑洞内的时间体系。T为观测者时间。G为万有引力常量。M为黑洞质量。r为所处半径。c为光速！

这些参数里：

万有引力常量：G=6.67259×10^-11N·m2/kg2

黑洞质量：一般原生黑洞质量为太阳的3.8倍

黑洞的视界：R=2GM/c^2

太阳质量为：1.9891*10^30千克

那么视界为：R=2×6.67259×10^-11*1.9891*10^30×3/299792458^2=265448975380000000000×3/89875517873681764=8860.55M

这个黑洞的史瓦希半径大概是8.8KM

那么我们来计算下时间看看。在这个史瓦希半径处时间流逝交换比是多少？

t=1√1-265448975380000000000×3/8860.55×89875517873681764=1√1-796346926140000000000/796346519895650954010.2=1√1-1.0000005101351470704259697432536=∞

计算的结果是。在史瓦希半径处时间已经接近无穷大。其含义很简单。即黑洞内流逝的时间无法计数的。任何可计数时间对于外界来说都是无穷大。因此当某人在黑洞内过了1小时之后。那么出来他将发现宇宙也许已经变了模样。地球可能早已不再......！！

其实现实中案例也很多。比如GPS定位系统的卫星原子钟就比地面上的要快一些（大约是45微秒/天）。因为它比地面更远离地球这个引力中心！

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