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宇航員在月球呆一天,地球上過了多久?科學家算出的資料讓人意外

天空之城 2022/09/20

有關嫦娥奔月的故事,相信每個人都一定聽說過。當嫦娥誤食了西王母送給後羿的仙丹之後,很快就飛到了月亮之上,成為後世人們口中的廣寒仙子。可是地外太空那麼多的天體, 為何嫦娥偏偏登上了月亮?

在古代神話故事中,之所以選擇月亮來進行描述,主要是基于 浪漫主義情懷。可通過現代科學研究發現,月球本身作為一個岩石星球,自身並不會發光,所謂的月光完全是通過反射太陽光而來。由此可知, 即便月球沒有距離上的優勢,只要保證特性沒有發生改變,依舊可以成為人類地外探索的第一站

月球上的時間計算

成功登上月球以後,最重要的自然是月球相關資料獲取工作。像 土壤、環境、發展的可能性等等,都是宇航員們需要注意的地方。除此以外,月球上的時間流逝,也成了每一個國家十分關注的地方。

很多人可能不太理解,關注月球的時間究竟有什麼作用?其實答案很簡單。當日心說中指出天體「自轉」的運行狀態,以及艾因斯坦相對論地提出以後,各個國家的科學家都明白, 不同星球上的時間概念都是完全不一樣的

舉一個簡單的例子,在地球上生活一天的時間一般會以 24小時為標準,主要原因就在于 地球完成自我轉動需要24小時。而之所以會有這個時間顯示,一方面是為了記錄人類的感知;另一方面則是借助太陽作為參考標準。可月球完成自我轉動是否同樣需要24小時?誰又能說得清楚呢?

不僅如此,從日常生活中對某些現象的觀察來看, 人們甚至還產生了球體體積越小,轉動速度越快的錯誤認知。也就是說,月球的體積比地球小很多,所以月球的自轉速度應該要比太陽快很多才對。

可事實上,根據科學家們觀測發現, 月球自西向東進行著逆時針轉動,自轉一圈花費的時間大概是27.32天。從這一點來看,首先是天體的體積不會對天體自轉構成影響,至少在行星的衛星上的確如此;其次則是神話傳說中講述的 「天上一天,地上一年」也同樣是錯誤的。從資料出發, 月球上過去一天,等于地球上過去了27天左右

可知道了月球的時間變化之後,對了解地月系統中的相關現象又有什麼幫助呢?更重要的是,我們假設宇航員們在月球上長期生存,而他的孩子在地球上生存。那麼 當兩者之間的年齡差被27倍的時間流速抹平以後,是否會出現父子二人擁有相同年齡的事件呢?

祖父悖論

想要弄明白這件事情,其實最好的方法就是從法國科幻小說作家赫內·巴赫劄維勒在1943年所寫小說《不小心的旅行者》中尋找答案。在科學界中,科學家們也將這篇小說想要表達的觀點看作著名的 「祖父悖論」

在故事中提到,當一個人穿越回過去, 在自己的父親出生之前就將自己的祖父除掉以後,父親與自己就都不會存在于這個世界上。可既然如此,那麼 穿越回去的主人公又是誰?可如果沒有人把這個人的祖父母除掉,當他開始著手這件事情的時候,矛盾也就自然而然地出現了。

在人們對矛盾理解還不夠深刻的時候,這個問題困擾了不少科學家。就像現如今我們研究月球上地時間流速一樣, 在月球上呆了一天地時間,那麼回到地球是否就意味著已經過去了將近一個月地時間

事實上,這兩個問題的主要矛盾都集中在一個點,那就是 線性思維的束縛。霍金對此解釋道:如果從「不能干預物理規律」的前提出發,外祖父悖論應該是合理的。可如果放到更深層次的理論之中, 這種呈線性的傳統邏輯思維,完全是狹隘的三維空間思維

在這種思維之中,有一個關鍵點就在于人們對于順序的認知。舉一個簡單的例子,我們日常煮米飯的時候,在做好準備工作以後,米飯會在電鍋裡經過一段時間以後煮熟。可如果順序錯誤又會發生什麼呢?我們假設米飯在煮的過程中,完全是 無序性的變化人類自然無法確定「煮熟」這件事情是否是最終必然的結果

因此, 在線性思維的束縛下,人類的認知自然也就受到了一定程度的限制。這就像劉慈欣在《三體》中提到,三體星人僅用兩個質子就將人類的文明發展徹底限制住,關鍵就在于對思維的束縛。 當科學家們無法想象更高更多的可能性時,人類的發展就只能在某一層面上不斷地完善,卻始終無法突破這個層面。

宇宙時間

回到月球上的時間來,其實答案同樣如此,當我們在無法理解某件事情的時候,以地球上的習慣來看待月球上的事情,同樣是錯誤的。除此以外,月球與地球完全是兩個不同的天體,儘管它們之間存在千絲萬縷的聯繫,但 就時間系統來說,絕不能一概而論。所以有關于在月球上生活一段時間以後,地球上會消耗更多時間的說法,自然也是錯誤的

當然,前文提到我們看待時間這個觀點的時候,一方面是基于 我們人類自我的感知,另外一方面則是 借助了太陽作為參考系。日升日落意味著一天的時間過去,這是從古至今,每個人都遵循的道理。

那麼是否有人想過,在宇宙的運行之中,宇宙的時間變化又該借助哪一個天體來表述時間的存在呢?或者說,時間是否真的存在呢?科學家們在針對祖父悖論進行討論時提到過一個觀點: 在人們的錯覺裡,時間與歷史是不可分割的,之所以會出現歷史,主要原因在于時間的流動。可是如果時間並不存在,歷史的說法自然也站不住腳。

1905年, 愛因斯坦在狹義相對論中第一次提到「時間是相對的」,而 霍金的《時間簡史》更是對「時間」一詞進行了大量的闡述。正因如此,我們在理解月球時間流速的時候,就應該從更高的維度來思考這件事情才對。更重要的是, 作為不同天體上的問題,宇宙這個大環境,也提供了更多的可能性。

這就像除了月球之外,其實太陽系中每一個行星上的時間流速都是不一樣的。

事實上,在有關地月時間的問題中,其實還能用愛因斯坦的假設進行解釋。愛因斯坦推測, 如果某一個物體的速度能夠超過光速,自然可以達到穿越時空的效果。可我們人類在地球上與月球兩個天體上不同的生活,其實都是在同一個基準下進行的。

舉一個簡單的例子, 我們接收的陽光來自八分鐘之前,如果我們能夠在把分鐘以內抵達太陽這個巨大的「光源」之中,自然能夠穿越時空。可在地球與月球之間,即便是 用最快的太空飛船,也根本不可能做到這一點,所以 無論是對人類個體來說,又或者是基于客觀事實的判定來看,地月時間永遠都會恒定不變

除此以外,其實太陽系中每一個天體的時間流速都有一個大前提的標準,那就是 光速。所以即便每個天體換算的每一天的時間長度不一樣,這也不會影響到我們對于時間的認知。更重要的是, 雖然有科學家們曾推測宇宙不斷「膨脹」的速度要快于光速,但這種可能性對于人類而言還是太過遙遠

只要我們願意 保持旺盛的好奇心,堅定實事求是的科研態度,最終必然能夠找到真正能夠讓所有人都能輕鬆理解的事實。

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