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为你找到捷径了收好这份时间旅行指南

2021-08-05 14:44:01 来源:新浪科技
为你找到捷径了收好这份时间旅行指南

  新浪科技讯 北京时间8月5日消息,回到过去估计是不可能了,但我们有没有办法穿越到未来呢?

  2009年,英国物理学家斯蒂芬·霍金为时间旅行者举办了一场派对。不过,这场派对的请柬是在一年后才发出的,因此只有来自未来的时间旅行者才能按照约定日期和地点赴约。当然,最后的结果大家都知道了:除了霍金,没有其他人来参加这场派对。霍金本人也据此认为,时间旅行是不可能的。退一步说,即使时间旅行是可能的,霍金等研究者也认为,你永远无法回到你的时间机器建成之前。

简单来说,虫洞是宇宙中连接两个不同时空的狭窄隧道,可能跨越10亿光年甚至更大的距离,或者不同的时间点

  那么,如果是去未来旅行呢?那就是另一回事了。

  事实上,我们一直都是时间旅行者,因为我们就处于时间的洪流中,每时每刻、一分一秒,都在从过去前往未来。但时间就像河流一样,会在不同的地方以不同的速度流动。就目前所知的科学而言,的确有几种方法可以让我们穿越到未来。

  1、借助速度的时间旅行

  想要穿越到遥远的未来,最简单、最实用的方法是达到非常快的速度。根据爱因斯坦的狭义相对论,当你以接近光速的速度旅行时,相对于外界,你所感觉到的时间会变慢。

  这不仅仅是一个猜想或思想实验,而是已经经过了测量。物理学家进行了一项实验,将两个原子钟一个放在喷气式飞机上高速飞行,另一个静止放在地球上静止。结果表明,高速飞行的原子钟时间走得更慢。

  当然,就目前的飞行器而言,这种影响是微乎其微的。但如果你是在一艘以90%光速飞行的宇宙飞船里,你所经历的时间就会比在地球上慢2.6倍。也就是说,当你的速度越接近光速时,你在时间中的旅行就越极端。

爱因斯坦认为通过虫洞可以做瞬时的空间转移或时间旅行

  目前人类技术所能达到的最高速度可能来自于大型强子对撞机(LHC),在其环状隧道中呼啸而过的质子速度可达光速的99.9999991%。根据狭义相对论,我们可以计算出这些质子的1秒钟相当于27,777,778秒,即大约11个月。

  也正因为如此,粒子物理学家在研究衰变的粒子时必须考虑“时间膨胀”的影响。在实验室中,介子通常在2.2微秒内衰变;但快速移动的介子,比如宇宙射线撞击上层大气时产生的介子,则需要10倍的时间才能衰变。

  2、借助引力的时间旅行

  这种时间旅行的方法也是受到爱因斯坦理论的启发。根据他的广义相对论,当你感受到的引力越强时,时间就移动得越慢。

  例如,当你越靠近地球中心时,引力就会越强;换言之,你的脚经历的时间要比你的头来得慢。同样,这种影响也是可以测量的,尽管异常微小。2010年,美国国家标准与技术研究所(NIST)的物理学家们将两个原子钟放在不同高度的架子上,相差33厘米,测量它们计时速度的差异。结果发现,位置较低的原子钟时间走得更慢,因为它所受到的重力稍强。

  要前往遥远的未来,我们或许只需要一个引力极强的区域,比如黑洞。越接近事件视界,时间流动就越慢。当然,这也是有很大风险的,因为跨越事件视界后,你就永远无法逃脱。而且,这种方法的效用并不是很明显,所以可能不值得一试。

重力可以使时间变慢

  假设你有技术能穿越遥远的距离到达一个黑洞(我们距离最近的黑洞大约3000光年),那么在旅行过程中产生的时间膨胀将远远大于任何围绕黑洞运动所产生的时间膨胀。电影《星际穿越》(Interstellar)的科学顾问基普·索恩表示,在一颗靠近黑洞的行星上待1小时,相当于在地球上待7年,这样的情况异常极端,在我们的宇宙里是不可能的。

  也许最令人震惊的事情是,根据卫星的速度和它们所受到的重力,全球定位系统(GPS)必须考虑卫星的时间膨胀效应才能正常运作。如果没有这些校正,你手机的GPS功能将无法精确定位你在地球上的位置,甚至都达不到几公里的精确度。

  3、通过假死进行时间旅行

  另一种时间旅行到未来的可能方法是减缓对时间的感知,先让你放慢或停止生理过程,然后再重新恢复。

  细菌孢子可以在假死状态下存活数百万年,直到遇到合适的温度、水分和食物条件时,它们的新陈代谢会再次启动。一些哺乳动物,如熊和松鼠等,会在冬眠期间减慢新陈代谢,大大减少细胞对食物和氧气的需求。

电视剧《迷失太空》(Lost in Space)中对未来的想象

  人类能效仿这些生物吗?在目前的技术水平下,完全停止新陈代谢再重新恢复是很难做到的,几乎没有可能,但一些科学家正致力于诱导一种至少持续数个小时的短期休眠状态。这或许刚好足够让一个人在到达医院之前度过紧急医疗情况,比如心脏骤停。

  2005年,美国科学家展示了一种减缓小鼠(不冬眠)新陈代谢的方法。他们将小鼠暴露在小剂量的硫化氢中,这种气体所结合的细胞受体与氧气相同。实验中,小鼠的核心体温降至13℃,代谢速度降低了10倍。这一状态维持6个小时后,小鼠依然能恢复正常,没有任何不良反应。不幸的是,在羊和猪身上进行的类似实验没有成功,表明这种方法可能不适用于大型动物。

  另一种方法是用冷的盐溶液代替血液,以诱导低温冬眠,这种方法已经在猪身上取得了效果,目前美国研究者正在进行人体临床试验。

  4、穿越虫洞的时间旅行

  广义相对论还允许时空中存在某种捷径,即虫洞。1916年,奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出了虫洞的概念,1930年代,爱因斯坦和纳森·罗森在研究引力场方程时假设黑洞与白洞通过虫洞连接,并认为通过虫洞可以做瞬时的空间转移或时间旅行。简单来说,虫洞是宇宙中连接两个不同时空的狭窄隧道,可能跨越10亿光年甚至更大的距离,或者不同的时间点。

  包括斯蒂芬·霍金在内的许多物理学家认为,虫洞会在比原子小得多的量子尺度上不断出现和消失。或许我们能寄希望于捕捉这样一个虫洞,并将其膨胀到能容纳人类的尺寸。当然,这一壮举需要巨大的能量,但在理论上是可能的。

  然而,到目前为止,证明这两种方法的尝试都失败了,归根结底还是因为广义相对论和量子力学之间的不相容。

  5、光的时间旅行

  美国物理学家罗恩·马利特提出了另一个关于时间旅行的想法:利用旋转的光柱扭曲时空。理论上,任何落在这个旋转光柱中的东西都可以在空间和时间中被拖拽,就像你用勺子搅动咖啡后,咖啡上的泡沫也会随之旋转一样。

  根据马利特的说法,正确的几何结构可以引导我们穿越到过去或未来。自2000年发表这一理论以来,马利特一直在努力筹集资金,希望能进行一个证明该概念的实验。在这项实验中,他将在圆形布局的旋转激光器中投放中子。

  不过,马利特的观点并没有引起其他物理界人士的重视。有人认为他的基本模型所涉及的假设会受到奇点的困扰,而奇点在物理学中是“不可能”的东西。(任天)

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