“时间膨胀”，一秒过完一天，真的可能吗

古语有云“天上一天，地上十年”。天上的一年，人间已经是沧海桑田。真的会这样吗？今天我们通过《星际穿越》中发生的事情，来聊一聊时间膨胀。

电影中为了寻找适合人类居住的星球，主角一行决定去往发来信号的几颗星球，其中米勒星球就是其中一颗，它是离虚构的黑洞加尔冈图亚最近的行星

在降落这个星球之前，库珀博士说了一些非常重要的事情。“去去去，这里每小时七年！”他的意思是，如果他们在那个星球上呆上一个小时，地球上就过去了七年。这是什么一个时间概念呢，让我来把他们放大一下：

也就是说，主角他们在米勒星球上打个哈欠，在地球已经过了一天了。这种情况可能吗？虽说电影有时为了艺术上的表现，用了些夸张的手法进行修饰，但实际上，时间膨胀还真的是存在理论可能的。

根据爱因斯坦的相对论，在强大的引力场作用下，时间变慢了。所以如果你是在一个超级巨大的物体上闲逛，你会体验到时间变慢的效果。但重力并不是，唯一可以扭曲时间的东西。根据爱因斯坦的另一种理论，狭义相对论，物在运动时时间会变慢。将这两个概念结合在一起，我们可以考虑这种情况。

假设我们走上一段楼梯。我们的身体正在慢慢远离地球，这意味着我们将体验到时间过得更快。但同时，由于我们在上升时不是静止的，我们应该会体验到时间变慢了。因此，远离重力，会使我们的时钟走得更快。但是移动抵消了这种效果。当然，这种变化微乎及微到几乎不可能测算出来。那么让我们放大这个空间，再来举个个稍微复杂的例子：假设有两个宇航员，小A和小B。在引力正常的情况下，小A向小B发射绿色激光束，因为光是一种振动形式，激光束的颜色相当于每秒600万亿次振动，小B接收到的也是每秒600万亿次振动的极光。

这时候我们把小A带到一个具有很大重力的巨大物体附近，而小B只是随意地漂浮在虚无的空间中。而光也是一种能量形式，当那束光从大质量物体的引力中发出时，它会损失很多能量，这种损失意味着频率下降。因此，当光束到达小B时，它的频率将降低，这意味着，第二个人B只得到100亿次振动而不是激光原来的600万亿次频率。这种现象称为引力红移。由于小A每秒产生600万亿次摆动，而小B每秒只产生100亿次摆动，这就意味着这两名宇航员的时钟上的一秒互不相同。换句话说，小A只需要一秒钟就可以创造出这600万亿次摆动，但是小B需要60,000秒或将近一天的时间才能收到它们。

这就是在米勒行星上发生的事情。我们的时钟会以截然不同的速度运行。这里的时钟不仅仅指机械或电子设备，还包括生物钟，如您的心脏、肺、大脑等。在这边小A两口呼吸之间的几秒钟，对他来说感觉很正常，时钟也按其应有的方式滴答作响。但另一方面，小B，通过望远镜观察小A，看到的一切都在慢动作中，两次呼吸之间过了好几天。

根据爱因斯坦的狭义相对论，物体的加速度越大，它在时间中移动的速度就越慢。在地球上，时间每天只减慢几微秒，重力的拉力很小。在中子星的表面，引力是巨大的。时间每天慢几个小时，而在黑洞的表面，时间被彻底放慢了速度。那里的重力如此之大，什么都逃不掉。

所以现在再次从《星际穿越》中重温这一幕，你应该会更好地理解为什么库珀说他从任务回来时会和他的女儿一样大了：“等我回来的时候，我们甚至可能是同龄人了。”