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太空人在月球呆一天,地球上過了多久?科學家算出的數據讓人意外

2024-02-06科學

綜述

大家小時候應該都看過各種奇幻題材的古裝劇,看各種神仙和妖魔之間大戰幾百回合,五花八門的技能層出不窮,還是很有趣的,既然是神仙肯定跟凡人是不一樣的,比如他們生活的地方都是煙霧繚繞,四季如春,甚至時間和壽命也跟一般人是完全不同的概念。

大家一定都還記得那句 天上一天,地上一年 ,所以孫悟空每次上天求救都不耽誤太久,如果是這樣的話,那麽我們的太空人飛上月球之後,時間的變化速度是不是也跟地球不一樣了呢?

什麽是時間

不管是地球的時間還是月球的時間,要回答二者之間的區別,我們首先要對時間這個概念進行一個了解。

跟很多其它的物理量比起來,時間要顯得抽象不少,它不像體積、質素或者密度這樣一些概念,可以進行清晰地定義和衡量,光是從我們對它進行的界定來看,就可以看出來時間確實是比較難掌握的一個知識點。

它被描述成物質的一種表現, 具體就是永恒運動、持續變化、有先後順序這樣一些特征 ,我們主要用它來作為自己生活世界中發生的各種變化的一種參考,那麽如何獲得這樣一種穩定的參考呢?

通用的做法是找到一種不受外界變化影響的物質,並且這種物質有著非常規律的變化周期,比如在 古代人們用滴水法來計算時間 ,雖然這當中也有一定的誤差,但是也算是當時能夠找到的最好的參考系了。

其實我們今天除了鐘表之外,也有這樣實物裝置,像是家裏喜歡用來做裝飾的沙漏就是一個典型的例子,如果工藝過得去的話,基本上還是能夠比較好地衡量標準時間的。

今天我們通用的時間系統被稱為世界時 ,它所參考的是 地球的自轉周期 ,因為按照天文觀測的結論,這個周期還是相對穩定的,即便會出現一些誤差,但是也能被科學地處理掉,從而保證我們正常的生產和生活秩序。

對於生活在地球上的人類來說,世界時就是標準的,這個標準指的就是它是和我們自己的生物鐘相協調相適應的。

24小時就是地球自轉一圈所花費的時間,這個數碼更準確地說應該要再減去56秒, 但是為了方便計算,我們取了一個整數值,每天看著太陽的東升西落,每年看著春夏秋冬的變化,我們能夠非常清晰地感覺到時間的流逝。

相比之下,當太空人去到月球之後,他們所面對的是完全不同的一個世界,沒有朝陽夕陽,沒有春花秋月。

對於人類來說,當外部環境缺少明顯變化的事物,我們自己又沒有標準參考的時候,大概率會失去對時間的判斷,電視劇經常說天上一天,地上一年, 那麽太空人在月球上度過一天之後,地球上又過去了多久呢?

自轉周期與時間

其實這裏需要分辨一個問題,當我們說太空人在月球上度過了一天的時候,這裏的一天到底是如何計算的。

如果我們以地球上的時間系統作為標準的話,那其實問題也就不用問了,如果我們也按照月球的自轉周期來計算它的一天的話,那麽中間就要進行一個換算。 那麽月球的自轉周期是多久呢?

我們都知道月球是地球的衛星,它是在地球的重力作用下繞著我們進行運動的,同時因為這個旋轉本身產生的離心力,它又產生了自轉的現象。

當然,月球反過來也對地球有一定的影響,因為它自己本來就是有一定質素的天體,萬有重力定律也會發生在它對地球的箭頭上,這就有了地球海水的漲落現象,也就是所謂的 潮汐作用

但是跟地球相比,月球在自轉的速度上要慢很多, 一個周期下來大概是27.32個地球日,大概就是一個月左右的時間, 所以如果太空人登上月球之後,在這裏呆上月球意義上的一天的話,地球差不多就要過去一個月了。

雖然沒有一年那麽誇張,但是也是很不一樣了。

說到這裏有人就會說了,那麽如果有自轉速度更慢的天體的話, 比如它的一個自轉周期三百多個地球日,天上一天地上一年就能實作了,只不過真的有這樣的天體嗎?

就目前科學家對太陽系行星的研究來看,還沒有發現自轉周期達到這個時長的,但是也有非常接近的,比如就 在地球旁邊的金星,自轉周期達到了243個地球日 ,也差不多是大半年了。

不過比較有意思的是, 金星的公轉周期也差不多是這個數,而且要更短 ,只有225個地球日,對於他來說, 一天甚至比一年要更長 ,如果這裏有智慧生命存在的話,應該不會需要用上和地球一樣的時間系統了,至少天和年的關系要重新界定。

除此之外,再往前一點的 水星自轉周期比月球要長一點,差不多是58個地球日 ,兩個多月的樣子。

往後一點的 火星則跟我們非常接近,是24小時37分鐘, 這也是為什麽科學家對移居火星比較看好的原因之一。

結語

不過宇宙這麽大,天上一天地下一年的天體肯定是有的,畢竟自轉周期的變化範圍還是很大的,隨著天文研究的不斷推進,我們會發現更多的天體,也能找到更多更有趣的宇宙現象。