答案是否定的。
19年底到20世紀初,隨著“以太”的破產和麥克斯韋電磁理論的大規模應用,瑞士專利局的職員愛因斯坦以“光速不變,不可超越”重新審視我們的宇宙,發現“時間”並不客觀。在近光速運動和強引力狀態下,它的通過速度比地球慢很多,但對於達到光速的光子來說。
宇航員問題
壹名宇航員以光速或接近光速離開地球,然後返回地球壹年。按照常理,航天員離開返回地球需要兩年時間,在地球上應該已經過去兩年了。然而,根據愛因斯坦的相對論,宇航員返回地球後,地球上實際上已經過去了幾億年。即使考慮到太陽系本身的運動,地球也早已不在原來的空間位置了。
因為在相對論中,時間是相對的而不是絕對的。壹個靜止質量非零的物體雖然達不到光速,但也不能真正讓時間停止。但當飛船接近光速時,也會因為參照系速度的增加而使時間在參照系中流逝的速度變慢,即“速度越快,時間越慢。”
如果宇航員離開地球返回地球時的速度是0.99倍光速,那麽當他返回地球時,地球上實際上已經過去了14年,如果航天器的速度是0.99996247倍光速,那麽時間將擴展到“天上壹天,地上壹年”的程度,那麽宇航員返回地球後,地球上已經過去了730年。
引力也能影響時間?
在硬科幻電影《星際穿越》中,主角壹行人在黑洞旁邊的星球上工作時,時間被旁邊的老黑洞“卡岡圖雅”嚴重扭曲,達到了“壹小時七年”的程度,所以當男主終於再次見到女兒時,還是和出發時壹樣,只是女兒已經老了。
20世紀以來,人造衛星的不斷發射和飛機的原子鐘實驗證明了“時間流逝的速度取決於壹個物體的速度,運動的速度越快,時間越慢”,但在後來的廣義相對論中,引力也成為影響時間流逝速度的原因之壹。
引力變化的歷史
牛頓是第壹個總結萬有引力現象的物理學家,但他不知道萬有引力是如何產生的。他只知道質量越大,引力越大。直到愛因斯坦用黎曼幾何“支撐”了他的廣義相對論,引力是由質量對時空的扭曲導致的幾何落差的解釋才被科學界所接受。
然而,作為與相對論齊名的現代物理學的另壹個支柱,量子力學認為引力不是由質量扭曲時空產生的,而是與其他三種基本力壹樣,由被稱為“引力子”的基本粒子交換產生的。可惜物理學家直到今天也沒有在碰撞中發現引力子,所以目前對引力的標準解釋是基於廣義相對論的表述。
但是量子力學和相對論在引力上的矛盾也證明了這兩個理論離物理學的終極理論還很遠,在它們上面壹定有更完善的理論,那就是愛因斯坦晚年壹直試圖建構的“統壹場論”或“大統壹理論”。
人類真的能達到光速嗎?
在《三體》中,當人們乘坐可以達到20%光速的核聚變飛船時,需要在艙內註滿深海液體,以抵禦加速帶來的傷害。
從實用的角度來看,即使未來有壹艘可以以接近光速飛行的宇宙飛船,人體的每壹個輪胎都會加速,被壓成紙人。所以,未來真正能讓人類接近光速旅行的,絕不是飛船技術,也不是能源技術,而是太空技術。
根據廣義相對論,我們所處的宇宙時空可以被質量隨意扭曲。黑洞是質量將時空扭曲到極致的產物,連光都無法從它的引力深井中逃脫。現代物理學認為人類可以用“奇異物質”或“負質量”將兩個相隔數千萬光年的星球連接起來。
這種被稱為“蟲洞”的時空技術是最適合人類文明探索宇宙的技術。