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时间旅行家
楼主
时间旅行 (注:忘了出处,不是我所写,别说我侵权啊) 让我们设想这样的情况:一位宇航员驾驶着宇宙飞船, 以相对与一位静止观察者240,000公里/秒的速度飞行,飞 船又以240,000公里/秒的速度朝前方射出了一个物体.按 照一般常识.静止观察者可以把两个速度相加而得到被发 射物体的速度,那应该是480,000公里/秒.但是,这个速度 要比光速(299.725公里/秒)还大,按照爱因斯坦的狭义相 对论,这是不可能的.根据相对论公式,静止观察者测量到 的射出物体的速度应当是292,470公里/秒,只比飞船的速 度大52,470公里/秒.速度怎会丢失呢?要回答这个问题,必 须对时空本质进行一番研究.从这样的研究中,我们可以 得到启示,有朝一日我们能通过时间,往返进行终极旅行. 近代时空观 经典的概念,把时间看作象江河那样川流不息, 而与人类活动无关;但是,认为时间能加快,延迟或 改变的说法是不对的.无情流逝的年华必竟是绝对,客观的. 近代物理学家在研究可以压缩和拉伸的所谓 弹性时间问题,他们也在谈论时间凝固和不存在的 一些离奇的地方. 根据爱因斯坦相对论,当宇宙飞船的速度接近 光速时,宇航员的动作会显得很迟钝,他的表要走慢, 他的尺子要变短,用地球上的时间来衡量,他非得每 一分钟都变长了.这就是时间膨胀的含义.飞船越接 近光速,宇航员的表就走得越慢,尺子也变得越短. 如果他能达到光速,那么,他的尺子将会缩短到零,时 间也就会完全停止. 由于存在这些奇特的效应,宇航员用缩短的尺子 和走慢的表(现在,他的一分钟等于两分钟)测量的 射出速度,自然就会得出比静止观察者用"正常"度量 单位测量的大得多.而在宇航员看来,他的表和尺子 都很正常,似乎倒是宇宙里别人的速度在减慢,长度 缩短了. 在进一步,如果能以超光速飞行的话,时间就会 倒退.在这种情况下宇航员旅行会来的日子就会在他 离开的日子之前.这似乎是绝对不可能的,但是,在某 种情况下,却正是将要出现的事实! 相对论的时间概念说明了时间的伸缩性由观察者 的运动状态所决定.上述宇宙飞船发射物体的例子就 是一个简单的,业已证明的弹性时间的例证.根据相对 论的理论,这种情况之所以可能,是因为空间和时间紧 密相关,它们不能相互脱离而存在. 1915年爱因斯坦将狭义相对论扩展到广义相对论, 他指出:在巨大质量附近,空间会弯曲.这种弯曲会影响 物体的运动,显示它是一种力,在这里就是引力.光是 能量的一种形式,也有质量,在引力场中会弯曲.1919年 丁顿发现星?通过太阳近旁时弯曲,证明了在巨大质 量的周围时空的确会发生弯曲,后来,通过使用高精度 原子钟,科学家证明了处于引力场中的时钟会的确会走 慢.当然,这个效应是如此之小,以至在离地球表面一英 里处,时钟每二十万年总共才慢一秒钟. 时间旅行 上述所讲的空间弯曲的效果是微小的,对未来的时间 旅行不会有什么价值.但是,我们从中已经看到了引力和 时间是密切相关的.从现实意义上讲,我们需要找到强得 多的引力源.我们知道,那些核燃料消耗殆尽的恒星,由于 自身强大的引力而塌缩,就形成了初始质量不同的三类天 体:白矮星,中子星和黑洞.这些超致密压缩的恒星物质核 可能就是通向宇宙遥远角落的大门,同时也可能就是通往 遥远未来和古老过去的时间之扉.三者之中最有希望为时 间提供可能性的是宇宙中最为奇特的天体---黑洞. 如果塌缩中的恒星具有大于三倍太阳的质量,内部的 引力将压倒一切阻力而继续塌缩,以致使其密度和引力场 大到任何东西都无法逃逸,甚至光.当质量十倍于太阳的 恒星,塌缩至半径等于18英里时,上述情况就会发生.这个 半径所决定的球面边界称为"出事线".由于没有什么力量 阻止,恒星还要继续塌缩,在若干分之一秒内,所有质量缩 成一个无限小的点--"奇点".在奇点上,时间和空间已不复 存在.在宇航员看来,时间很正常,只不过引力涨落使他感 到很不舒服.他径直不断地加速,在越过"出事线"后,只经 过一百万分之六十七秒,就闯入了"奇点",自身也就不复存 在了. 正当我们勇敢无畏的宇航员越过"出事线"前的瞬间, 他将发现整个宇宙和其中所有的时钟都在疯狂地加速, 每秒相当于十亿年.就在他越过"出事线"之时,宇宙的整 个未来都将在他的眼前闪过.这就是一种单向旅行的方 式,在这种情况下,宇航员永远不能再回到他出发前的那 个时刻了. 个时刻了. 什么是双向时间旅行呢?前面已经讲过,任何物体只 要加速到接近光速,时间就会出现崎变.设想一位宇航员 在22岁生日那天,以98%的光速飞向25光年处的星球,当他 回来时,他将发现自己正好来得及过32岁生日.越是接近 光速这个效应越明显.比如,当速度达到光速的99.999%时, 我们宇航员就能在几年时间内跑遍整个银河系,而在地球 上已度过了30万年!如果是用火箭加速器来进行这次旅行 的话,所消耗的能量将为地球整个历时消耗能量的数百万 倍,不过,从理论上看,这却是完全可能的. 通过时间膨胀单城进入未来(已由高能物理实验作出 了充分而被视为确定的事实),再通过某种途径回到我们的 宇宙来完成时间旅行.虽然这种形式不容易为大多数人所 接受,但他已经向我们透露了宇宙的真正奇妙之处,并向我 们打开了通向更加奇异的效应的大门.
2004年08月20日 15点08分
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