时光旅行:一个人类始终无法实现的梦想
那种希望能够再次拥抱逝去恋人或者阻止灾难发生等等念头,一直持续不断的激励着许多人抱持着让时光倒流,回到过去的想法。这种情节在科幻小说中一再出现,而且过去有一些科学家也声称有可能实现这种时光旅行。
尽管在科幻情节中一再描写了很多回到过去的方法,不过这些方法都禁不起推敲,这里我们就尝试跟大家一起解析一下时光旅行的种种问题。
第四维空间
在物理学里,时间被当作和长、宽、高一样的维度来描述。当你从一个地方来到另一个地方,你不单单是经历了空间维度的变化,而且同样经历了时间维度的变化。
空间和时间纠结在一起,形成被称作时空的四维空间。时空可以想想成一个四维的弹性纤维,当时空中某种东西质量比较大的时候,就会引起时空弯曲。时空弯曲将会使物体沿着弯曲的路径运行,这种空间的弯曲就是我们知道的引力。
从空间维度上来说,一个人可以前进或者后退,但是时间却不具备这样多向自由移动的特性。在四维时空中,我们只能在时间里不断向前。
时光隧道
关于时光旅行的方法我们听说过不少。时光隧道是一个链接两个时空区域的通道。这些区域可能是两个完全不一样的宇宙,或者一个宇宙的两个部分。物质可以通过这种时光隧道,从一个时空区域抵达另一个区域
时光隧道既是未来,也是过去。不过我们需要非常小心,因为驱动穿越时光隧道的飞行器,远远不是现在我们的技术条件能够胜任的。为了能够在时空结构中穿孔而过,可能需要借助于一颗星星的能量,或者负能量
宇宙弦
另一个关于时光旅行的流行理论,被称为宇宙弦。宇宙弦是一个在不断膨胀的宇宙中,交叉扩展的一条狭窄能量通道。从早期宇宙中残留下来的区域,被认为拥有大量的物质,能够弯曲他们附近的时空。
宇宙弦是无穷的,或者也是循环的,没有终点。从理论上讲,两个这样的平行弦,在某些情况下能够是周围的时空产生强烈的弯曲,使得时间旅行称为可能。
这种方法也许一个超文明群体才能实现,到现在为止我们人类仅仅算是文明群体,因为我们甚至还不能控制自己星球的能源。
目前不可行
理论上讲,可以说有些东西是可以回到过去的,但是人类回到过去的可能性几乎没有。另外,虽然一些科学家认为时光旅行在理论上是可行的,但没有实现的方法。
如果物理学能够找到解决所有问题的大一统理论,我们就能解决所有的物理学难题,就可以真正的明白时光旅行是不是可行。找到这种大一统理论,从技术上讲比我们目前掌握的理论都要难得多,不要指望很快就能找到答案。
自从威尔斯在1895年写下《时光机器》这部脍炙人口的小说后,时光旅行就一直是科幻小说的流行主题。可是这真的造得出来吗?我们真能造部机器把人传送到过去或未来吗?
在过去数十年中,时光旅行一直是和科学殿堂沾不上边的,但近年来,这个话题已经开始在理论物理学家间发酵,其动机一部分是好玩,想一想时光旅行其实是蛮有趣的,但此研究也有它严肃的一面。了解因果关系,对於创制一统的物理理论是个关键。如果不受限的时光旅行竟成可能,甚或只是原理上行得通,则此一统理论的本质也会受到彻底的影响。
我们对时间的最佳认识是从爱因斯坦的相对论而来。在相对论问世前,一般认为时间是既绝对又普适,不论所处物理环境为何,它对每个人都一样。在其狭义相对论中,爱因斯坦倡议,我们测到的两个事件的时间间隔,会取决於观察者如何运动。重要的一点是,做不同运动的两位观察者感受同样两个事件,这两事件间流逝的时间并不相同。
建造蠹孔时光机器的三个步骤(不怎么容易喔)
1. 寻找或制造一个蠹孔∶这是连接空间中两地点的一种隧道。大的蠹孔也许自然存在於太空深处,是大霹雳的遗迹。要不然我们就只好拿次原子蠹孔来充数。它们可能自然存在(有人说它们就在你我周遭不断冒出又消失),或是人造的(譬如此处所想像,由粒子加速器制造)。这些小蠹孔必须放大到有用的大小,譬如用上类似大霹雳后让空间膨胀的能量场。
2. 使蠹孔稳定∶注入负能量,譬如利用开斯米效应(Casimireffect)等量子方式,使讯号或物体得以安全穿越蠹孔。蠹孔倾向於挤压成一个密度无穷大或近乎无穷大的点,而负能量可对抗这个趋势;换言之,它会避免蠹孔变成黑洞。
3. 拖曳蠹孔∶假设有一艘具有高度先进科技的太空船,会将蠹孔的两个口分开。其中一个开口或许可置放於中子星表面附近。中子星是极度致密、有犟大重力场的星球,此犟重力场会使时间过得慢多了。由於时间在蠹孔的另一开口处过得较快,此两开口便在空间及时间上都被分开来了。
回到未来,到底可不可能?
速度是让时间往前跳的一个办法,而重力是另一个办法。在爱因斯坦的广义相对论中,他预言了重力会让时间变慢。时钟在阁楼上会比在地下室中走得稍快些,因为地下室较接近地心,所以是在比较犟的重力场中。同理,时钟在太空中跑得比在地面上快。再一次地,该效应是极其微小的,但我们已运用准确的时钟直接测量到了。事实上,这些时间扭曲效应在全球定位系统中都必须计入,否则水手、计程车司机及巡弋飞弹会发现自己竟偏离路缐许多公里。
在中子星表面,重力场犟到会让时间比地球时间延迟了30%。从这种星球看到我们这里发生的事件,就像把录影带往前快转一样。黑洞更是时间扭曲的极端范例:在它的表面上,时间相对於地球而言是静止不动的,这表示如果你从黑洞旁边掉进去的话,则在你到达表面的那一小段时间内,外面的宇宙就已经历了沧海桑田的永恒。所以自外界看来,黑洞附近的区域简直是时间的化外之地,因此,如果有位太空人可以贴近黑洞再折回而毫发无伤的话(我得说,这是很唐吉诃德式的英勇举动),那他应可跃入远远的未来。
【转自文学城,文章起始来源及作者不详。特此致谢!】