我們經常會在科幻電影或影視劇中看到一些時間穿越的橋段,那麼在現實中,我們到底能不能進行時間穿越呢?首先我們要搞清楚,時間是什麼?
時間是什麼時間這個概念非常抽象,對于時間,我們最真實的感受就是晝夜變化以及時鐘的轉動,其實晝夜變化和時鐘轉動隻是時間的表象,不是時間的本質。
那麼時間隻是人類的一種主觀感受嗎?非也!
根據愛因斯坦的相對論,時間與空間的長寬高一樣,屬于宇宙中的一個維度,時間作為第四維度與空間一起,構成了我們生活的宇宙。
确切說,時間、空間,與我們的物質世界一樣,是一種客觀存在。
盡管這非常難以理解,但已經有事實證明,愛因斯坦的相對論是正确的,比如黑洞的發現和引力波的存在。
既然時間是一種客觀存在,那麼理論上來說,我們就可以像電影《星際穿越》中描繪的那樣,在時間構成的四維空間中自由穿越,可以回到曆史上的任何一個時間點。就像衛星導航一樣,隻要确定了經度和維度,我們就可以在地圖上找到那個點。
但現實情況是,以我們人類所掌握的技術,目前還無法進行任何形式的時間旅行。那麼如果要進行時間旅行,需要具備什麼條件呢?
時間旅行需要具備什麼條件在三維世界中,一個物體從一個地方移動到另一個地方,僅需要滿足三個基礎條件,第一,交通工具,第二,交通工具的速度,第三,時間,我們都學過這個物理公式,S=V*T,距離=速度✖時間,比如去火星,我們首先需要造一艘宇宙飛船,其次,需要足夠的速度突破地球引力,最後,經過一段時間的星際航行就可以到達火星。
時間旅行需要的基礎條件,同樣也是這三個:交通工具,速度和時間。但不同的是,時間旅行對于交通工具要達到的速度要求非常高。
這裡我們首先要說一說時間旅行的原理,那就是愛因斯坦提出的相對論。根據相對論,高速運動可以産生時間膨脹效應,如果一個飛船以光速運動,相對來說飛船上的一天,相當于地球上的一年,如果這個飛船以光速飛行一年再回到地球,那時候的地球已經是三百年以後了,也就是穿越到了未來。如果這艘飛船能夠超過光速,那就可以回到過去。
說到這裡,不難理解,想要進行時間旅行,有一個很重要的因素,就是速度,隻要速度足夠快,可以穿越到未來,還有可能穿越到過去。
但是,愛因斯坦根據狹義相對論又計算得出,在宇宙中,光速不允許被任何物體超越。
這是狹義相對論的質量公式,其中分母中的C是光速,V是速度,根據公式我們很清楚的可以看到,一旦V等于C,則分母就會變成0,意味着物體的質量将會變成無限大,這顯然是不可能的。
速度不允許達到光速,那麼怎麼進行時光旅行呢?
去往未來的時光旅行想要穿越時間去往未來,理論上可以借助以下三種方式:
第一,乘坐亞光速飛船,雖然物體的運動速度不能達到光速,但是如果科技發展到一定水平,我們可以制造亞光速宇宙飛船,無限接近光速前進,通過相對論計算可知,如果宇宙飛船的速度能夠加速到光速的99.9996247%,那麼,飛船上的1天,相當于地球上的1年。這時,宇宙飛船就成了時間機器,可以把我們帶向未來的地球。
第二,利用蟲洞和黑洞來進行時間穿越。首先利用蟲洞進行空間穿越到黑洞周邊,因為黑洞的質量極大,其外圍時間流逝的速率非常緩慢,在黑洞周邊飛行一段時間後再回去,将會到達未來的地球。
第三,如果未來的人類找到了蟲洞,并可以進行随意的空間穿越,那麼就可以找一個超大質量黑洞,這種黑洞的事件視界很廣,外圍的潮汐力并不極端,宇宙飛船可以安全地穿過黑洞表面進入内部。在黑洞中心,是一個時空奇點。如果宇宙飛船掉進這個奇點,有可能進入高維度的時空中,從而能夠任意實現時間穿越。這正是電影《星際穿越》中的著名橋段。
光速不允許被超越,就無法回到過去了嗎?
著名的理論物理學家斯蒂芬霍金認為,時間穿越隻能朝着未來,而無法回到過去,2009年霍金舉行了一場著名的時間派對,邀請時間旅行者參加。他在派對結束後才寄出請柬。不過最終沒有一人參加,他由此得出結論,穿越到過去的時間旅行并不存在。
同時關于回到過去,存在一個著名的祖父悖論,假如一個人穿越到了過去,殺死了自己年輕時的祖父,那麼未來的他又從何而來呢?
顯然無論是愛因斯坦還是霍金,都不認同可以回到過去的時間旅行。那麼這是否意味着人類永遠無法回到過去了呢?答案是不一定。
據愛因斯坦猜測,假如宇宙中存在一個穩定的蟲洞,恰巧把平行宇宙連接起來,人類有能力擺脫其引力瞬間進入,那麼很有可能會穿越到其他不同時間線的平行宇宙,回到過去也是很有可能的。
在“弦理論”中,科學家提出,我們宇宙中的所有物質都被局限在一個四維的膜宇宙中。而四維的膜宇宙又漂浮在更高維度的宇宙!每跨越一個維度,得到的信息量就會以幾何倍數增長。在更高的五維空間裡面,四維時空的一切時間都是可以被質化的,時間穿越将會變得就像三維世界中的從美國到加拿大旅行一樣簡單。
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