¿Hay una gran diferencia en el ritmo del tiempo en un planeta similar a la Tierra que orbita un BH a una distancia segura y en una nave que orbita este planeta?

Otra pregunta sobre la película Interestelar.

Cuando la tripulación (o lo que queda de ella) llegó cerca del planeta de Miller que orbita Gargantua, se envió un equipo al planeta para rescatar a Miller, quien fue enviado allí para investigar si el planeta podría ser habitable. Un físico de partículas (?) se quedó atrás en una nave espacial que orbitaba el planeta.

Ahora, el científico de partículas (que permaneció en la nave espacial que orbitaba el planeta) en la película explicó que si el equipo permaneciera unas pocas horas en el planeta, él mismo habría experimentado mucho, mucho más tiempo (que resultó ser un poco más). de 23 años).

Pero, ¿cómo es esto posible? El planeta cae libremente alrededor del BH (los cuerpos que caen libremente no experimentan cambios en el ritmo del tiempo porque los cuerpos que caen no experimentan gravedad, por lo que en su marco de referencia el espacio-tiempo no está curvado) y vemos que el equipo experimenta una gravedad en el planeta comparable a la de la Tierra.

Lo que significa que el tiempo para el equipo avanza más o menos al mismo ritmo que en la Tierra (si se encontraran en una caja grande, a través de la cual no se puede ver nada, no podrían decir si se quedaran en la Tierra). o en el planeta de Miller, suponiendo que la gravedad en el planeta de Miller sea la misma que en la Tierra, lo que no parece muy lejos de la verdad). Supongamos (lo que creo que es razonable) que el progreso del tiempo en la parte del planeta de Miller que mira hacia Gargantua es el mismo que el progreso del tiempo en la parte del planeta que mira en la otra dirección, por lo que solo tenemos que lidiar con el planeta. gravedad.

Cada miembro del equipo no sentiría (casi) ninguna diferencia con caminar en la Tierra, por lo que pensarías que el tiempo avanza para ellos un poco más lento (como en la Tierra) que para el tipo que quedó atrás en la nave espacial que orbita el planeta. Está cayendo libremente hacia el planeta de Miller y Gargantua y no siente gravedad en absoluto, lo que significa que su ritmo de tiempo es máximo. Él (y el equipo) pueden estar en una órbita donde el tiempo pasa más lento debido a la gravedad de Gargantúa, pero este tiempo más lento solo lo experimentan los objetos en reposo en relación con el BH (piense en un cohete que permanece a una distancia segura de un BH mediante el uso de un mecanismo de empuje superfuerte).

¿No implicaría todo esto que cuando el equipo regresa a la nave que orbita el planeta, las edades de los miembros del equipo y del físico de partículas difieren en una cantidad MUY PEQUEÑA, en lugar de la diferencia de 23 años que la película quiere que creamos? Lo que quiere decir que los miembros del equipo son MUY POCO más jóvenes que nuestro físico de partículas, en lugar de 23 años.

Tenga en cuenta que analicé el problema en el marco de inercia (aproximado) del planeta en caída libre y la nave espacial en caída libre que orbita el planeta de Miller.

Ha pasado algún tiempo desde que vi la película, pero ¿no está la nave espacial orbitando el agujero negro (a una distancia mayor que el planeta de Miller) en lugar del planeta mismo?
¿Estás seguro de que no estaban preocupados por el tiempo que pasaba en la tierra? De lo contrario, creo, como usted, que el del orbitador es un poco más antiguo que los demás.
@mmeent-¡Creo que tienes razón! Pero eso no cambiaría el núcleo de mi pregunta.
@Alchimista: de hecho, estaban preocupados por el tiempo en la tierra. Pero ese también es el caso del científico en el orbitador, pero tenía 23 años más cuando el resto del equipo regresó al orbitador, entonces, ¿por qué no debería tener también 23 años más en comparación con las personas en la Tierra? Apenas hay diferencia entre el hombre en el orbitador y el equipo en el planeta. Entonces, ¿por qué deberían diferir tanto en edad, en comparación entre sí? Incluso dudo que el equipo (o el científico que queda en el orbitador) se vuelva 23 años más joven que las personas en la Tierra durante la estadía en el planeta (orbitador).

Respuestas (1)

Cuando estás en caída libre en órbita alrededor de un objeto, todavía estás en su campo gravitatorio. Si no lo fueras, simplemente te alejarías de él. Las órbitas más bajas tienen marcos de tiempo más lentos porque están más profundos en el pozo de gravedad, más lentos por la mayor velocidad en las órbitas más bajas. Entonces, un planeta que orbita alrededor de un agujero negro podría tener una tasa de tiempo más lenta cuanto más cerca esté la órbita, si no fuera desgarrado por las fuerzas de marea. Aquí hay un enlace a un gráfico de dilataciones de tiempo para objetos que orbitan la Tierra https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_time_dilation#/media/File:Orbit_times.svg

Pero, ¿cómo puede, digamos, un astronauta en una cápsula desde la que no puede ver nada, diferenciar entre orbitar libremente un planeta o estar en el espacio vacío? En ambos casos es ingrávido. ¿No es el tiempo más lento para un astronauta debido a la velocidad que tiene que tener para mantener la órbita? Es cierto que el tiempo pasa más lento cuanto más cerca estás de un planeta. Pero este ritmo más lento solo se aplica a los objetos en REPOSO con respecto al planeta (como es, por ejemplo, el caso de una nave espacial cerca de un BH que usa sus motores de empuje para evitar que caiga al BH; a una distancia segura, por supuesto) . ¿Y no sería tu respuesta
implica que la diferencia de edad entre el hombre que queda en el orbitador y el resto del equipo sería mucho menor que 23 años porque él y el equipo están orbitando el BH? La única diferencia es que el resto del equipo camina en un planeta "similar a la Tierra", por lo que el resto del equipo no puede diferir mucho en edad en comparación con la edad del científico en el orbitador.
@descheleschilder Sí, si hubiera orbitado el planeta cerca de bh, su tiempo habría sido muy similar, creo que hubo algunas tonterías en la película sobre él esperando más lejos del planeta y bh. Además, la dilatación del tiempo gravitacional no desaparece si te mueves en una cápsula en órbita, se calcula con la dilatación del tiempo adicional de la velocidad, la curva central azul en el gráfico de mi enlace.
Entonces, si imaginamos a dos astronautas en una nave espacial ciega: uno que realiza una gran cantidad de órbitas alrededor de la Tierra en algún lugar de la línea azul donde hay una ganancia neta de tiempo y otro que permanece en algún lugar del espacio exterior (viajando con la misma velocidad que el tipo en la nave espacial en órbita, digamos con respecto al Sol) mientras que el otro realiza sus órbitas. Ambos no sienten la gravedad en sus naves. Entonces, ¿cómo puede ser que mientras se encuentran en la misma situación (en una nave espacial cegada sin sentir la gravedad), difieren un poco en la edad cuando se encuentran (chocando entre sí)?
¿Es porque un campo de gravedad no puede ser homogéneo? Entonces, ¿el tipo en la nave espacial en órbita se encuentra en una situación diferente?
@descheleschilder La fuerza gravitatoria disminuye con una mayor distancia de acuerdo con la ley del inverso del cuadrado, por lo que la dilatación del tiempo gravitacional también disminuye con la distancia.
¿Hay una gran diferencia en el ritmo del tiempo en un planeta similar a la Tierra que orbita un BH a una distancia segura y en una nave que orbita este planeta?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v