而超越時空的條件就是讓時間倒流。然而,愛因斯坦也提出,物體的速度不能超過光速。
然而,根據科學家的研究,當飛船穿過重力場時,重力場的張力轉化為推力,在那段時間內,飛船可以以光速甚至超光速飛行。來自美國國家航空航天局的專家建立了時空振動理論,這是基於愛因斯坦和德國物理學家海森堡的統壹場論。它的本質是:借助電磁、引力、光速和時空共同演化的彈性,可以瞬間穿越恒星的星際空間。那時,時間逆轉將不再是壹個待解之謎。
當然都是理論。
■2003年9月,科普雜誌《牛頓科學世界》以《時光機何時啟動》為題,報道了澳大利亞物理學家保羅·戴維斯提出的時光機制造方法。
■2004年4月20日,美國國家航空航天局發射了壹顆科學衛星“重力探索-B”,這顆衛星的研制耗時45年。它想以前所未有的精確度驗證愛因斯坦廣義相對論預言的時空扭曲是否真的存在。
■人們不知道“引力探測-B”是會為愛因斯坦的理論再添壹塊基石,還是會動搖並從根本上改變我們對宇宙和時空的認識;而保羅·戴維斯和無數科幻迷同樣渴望它的回答:時空旅行可能嗎?
當人們開始科學地觀察宇宙的時候,我相信大部分人的遨遊太空的夢想也會破滅,因為天文學家告訴我們,宇宙之大,我們幾乎無法想象!
我們生活的銀河系,似乎是壹個激流湧動的巨大漩渦。無數恒星因引力聚集於此。銀河系中大約有2000億顆類似太陽的恒星,而根據人類目前的觀測,宇宙中的星系數量大約是500億到6543.8+0000億,這真的讓人類驚嘆不已。
專家姜說,我們目前的空間能力就像在壹個大城市。我們只是走出壹戶人家的門,在房子裏走來走去。這樣的圈子對於整個城市來說,真的太小了。未來要想在宇宙中遨遊,依靠現在的空間手段是不可能的,即使是我們今天可以想象的空間手段。妳必須穿越時空,這是事實。專家認為,時空旅行需要改變時空結構,因為按照傳統的加速思想,即使現有的航天器加速到接近光速,也不可能在宇宙中旅行。比如離銀河系最近的星系是仙女座星系,在晴朗的夜空中肉眼就可以看到。仙女座星系,也被稱為草帽星系,看起來像壹頂漂亮的西班牙草帽。然而,即使我們以光速旅行,我們也需要230萬年才能到達那個草帽。
65438年至0997年,由美國著名天體物理學家卡爾·薩根的科幻作品改編的科幻電影《與未來接觸》搬上銀幕。
薩根想講壹個人類與外星人接觸的故事,但他無法想象人類如何能接觸到外星人。後來的書不得不這樣處理,以便更先進的外星文明可以通過無線電教地球人制造時光機的方法,這樣可以在地球和阿爾法天琴座之間建立便捷的通道。電影中,女主角登上了壹艘飛船,腳下是旋轉的機械臂,仿佛進入了壹臺巨型離心機的渦輪。影片中,人們看到女主角騎著時光機,快速進入壹條色彩斑斕的隧道。最後,她來到阿爾法天琴座。
天琴座阿爾法星是中國人非常熟悉的織女星。
以光速從地球到織女星需要26年。姜說,電影中描述的到天琴座的壹次往返,在地球上只需要1秒,這是壹種利用時間旅行的手段。
□100年前,愛因斯坦提出了著名的狹義相對論。根據狹義相對論,可以做出壹些驚人的推論。例如,如果壹個人可以以接近光速的速度旅行,時間對他來說就會停滯不前。
從古希臘甚至更早的時候,人們就對時間有過多種思考,但真正把時間和空間聯系在壹起並提出壹種時空理論,是從愛因斯坦1905年的狹義相對論開始的。他首先提出了壹個概念,時間和空間並不是相互獨立的。比如,隨著人的運動狀態的變化,時間和空間在不同的參照系中可能會發生變化,這可能是以前沒有想到的。這壹理論實際上為人們改變時空永遠不變的樸素觀點提供了科學支持。
年輕的愛因斯坦最喜歡觀察樹林中的光影。在狹義相對論中,其核心是光速不變。它認為無論光源移動的速度有多快,或者觀察者向哪個方向移動,光速都永遠不會改變。所有的運動,甚至時間本身,都必須與之對應,所以愛因斯坦首先提出時間是相對的。
1971年,物理學家理查德·基廷(Richard Keating)和喬伊·哈夫勒(Joey Haffler)將四個極其精確的原子鐘放在壹架普通的帆船上。飛行後,這些原子鐘被發現比放在地面上的慢59納秒。不僅證明了狹義相對論是完全正確的,也說明了人通過飛行長壽在理論上是可行的,只是效果太弱了。
但在粒子加速器中,狹義相對論預言的時間膨脹效應並沒有那麽弱。在美國40公裏的粒子加速器中,亞原子粒子通過這個巨型裝置時,可以加速到90%以上的光速。以這個速度,時間變化明顯。按照狹義相對論的計算,飛奔粒子的質量增加,而正常情況下壽命短的粒子存在時間大大增加。這證明了對於這些粒子來說時間變慢了。
對於時空旅行來說,廣義相對論出現後最重要的影響就是提供了壹個蟲洞理論,可以讓妳回到過去。根據霍金對蟲洞的描述,它是壹條細長的時空管道,在宇宙間進行溝通。
1915年,愛因斯坦更深刻的廣義相對論問世。廣義相對論把引力、空間和時間聯系起來,預言引力會彎曲時空,就像壹個保齡球壓在壹張方格紙上,恒星的質量會扭曲周圍的時空。
1919年,人們觀測到日食時星光的變化,發現太陽的引力確實會使恒星的光線發生彎曲。
對於時間旅行來說,廣義相對論出現後最重要的影響就是提供了壹個蟲洞理論,可以讓妳回到過去。根據霍金在《時間簡史》中對蟲洞的描述,它是壹條細長的時空管道,用來溝通宇宙間的信息。蟲洞雖然描繪的很生動,但其實只是壹個數學模型。關於它的各種想法,可以看作是愛因斯坦引力場方程的不同解法。1935年,愛因斯坦和羅森根據他們論文中的場方程推導出了通道,稱為愛因斯坦-羅森橋。在本文中,橋是不可通行的。當飛船試圖過橋時,橋會斷裂。但是在1949年,奧地利數學家Gaarder通過計算發現,其實在某些情況下,橋是不會斷的,廣義相對論讓人們回到了過去,這也讓愛因斯坦非常驚訝。
江說,既然時間和空間在理論上已經被證明是可能的,人們還會沿著這個理論路線繼續探索。更嚴重的問題是,如果我們能穿越時空回到過去,那麽我們可能會破壞因果律。物理學家構想的最早的例子是所謂的祖母悖論,說的是如果妳回到過去,遇到妳的祖母,妳不小心殺了她,這樣妳就不能出生了。當然,生不出來就不在了。既然妳根本不存在,妳怎麽能殺妳奶奶呢?這就構成了壹個悖論。
□平行宇宙根據霍金的解釋,時間旅行者回到過去改變歷史後,時間線發生了分叉,分叉的時間線展開了另壹段歷史,而奶奶依然存在於另壹段歷史中。
江說,平行宇宙理論最初提出是為了解決回到過去,幹擾歷史,導致因果關系被破壞的問題。但現在人們也能從壹些物理學中找到壹些微弱的支持。
量子理論是現代物理學家用來研究微觀原子世界的壹套思想。其核心思想是自然界在微觀層面是不連續的,這與牛頓的經典力學理論完全相反。1994年3月,牛津大學的大衛·多伊奇(David deutsch)在《科學美國人》雜誌上發表了壹篇論文《時間旅行的量子物理學》,闡述了時間旅行的物理可能性,他認為這是基於量子力學的“多世界”理論。在亞原子世界中,量子不確定性占主導地位。壹個電子撞上壹個質子,可能向左,也可能向右,這種不確定性很可能造成宇宙的多重性。根據“多世界”理論,宇宙從壹開始就有無限個平行世界。
似乎有了平行宇宙的概念,時空旅行改變歷史的問題就可以協調解決了,所以現在我們可以看到,在越來越多描寫時空旅行的電影中,平行宇宙的觀點被頻繁地用來修補邏輯矛盾。有了平行宇宙的概念,時光機才能大膽前行。
江認為蟲洞是現在每個人都能想象到的最便捷的時空旅行手段。理論上,宇宙中可能存在壹些蟲洞,但我們現在還沒有找到找到它們的方法。其實是沒有辦法找到他們的。宇宙中有壹些蟲洞只是理論上的。如果我們恰當地利用蟲洞,我們就有可能進行時空旅行。我們有可能在壹些不同的平行宇宙間穿梭。另壹種方法是想象人工制造壹個蟲洞,物理學家已經想象出了這個問題。這些假設模糊了科學和幻想之間的界限。實際上是科學幻想和物理學純理論討論的混合體。建造壹個人造蟲洞在物理學家的理論上是純粹的想象,目前還沒有技術手段可以實現。
時間旅行可能在下壹代實現,也可能永遠只是個夢。
威爾斯在《時光機》的結尾寫道:人們除了驚嘆,別無選擇。