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发表于 2020-5-8 20:49:39
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按照狭义相对论, 如果有人想要到未来去旅行, 他所需要的时间机器就是一艘能以接近光速的高速度运行的飞船。 想要到达的未来越遥远, 飞船所需达到的速度就越高。 如果他想在 20 年 (飞船上的时间) 的飞行之后到达两万年 (地球上的时间) 后的地球上, 他所要做的就是让飞船以相当于光速 99.99995% 的速度飞行 10 年, 然后以相同的速度往回飞。 那么 20 年后, 当他回到地球上时, 地球上的日历已经翻过了整整两万年, 他可以如愿以偿地看到两万年后的人类社会 (如果那时侯人类社会还存在的话)。 可以想象, 这样一位来自远古的旅行家将会受到未来的历史学家和考古学家们何等热烈的欢迎。事实上, 不仅未来的历史学家和考古学家将会非常欢迎这样的时空旅行家, 与这位时空旅行家同时代的人又何尝不希望他能把自己看到的未来世界的情形带回给大家呢? 可惜的是, 狭义相对论为面向未来的时空旅行开启了大门, 却没能为重返过去的时空旅行提供同样的理论可行性。 如果一定要对狭义相对论的数学框架做广义诠释的话, 那么只有超光速的运动才可能导致某一类参照系中的时序被颠倒。 但是狭义相对论本身在亚光速与超光速之间设置了一个光速壁垒, 没有任何已知的物理过程能够使原本亚光速运动的物体——包括人——进入超光速运动状态。 因此在狭义相对论的理论框架内, 时空旅行家可以到达未来, 但却不能重返过去, 这与我们在空间中自由自在的运动相比, 显然是差得很远的。 而且, 面向未来的时空旅行不一定需要时间机器才能做到, 通过将旅行者冷冻若干年再解冻的手段也可以达到同样的目的。 因此时间机器如果存在的话, 它真正独特的价值不在于面向未来, 而在于重返过去。时间的方向可以被物质的运动所拖曳, 那么有没有可能存在某种物质的分布与运动, 它对时间方向的拖曳如此显著, 以至于把未来方向拖曳成过去方向, 甚至让不同的时间方向首尾相接, 连成一条闭合曲线呢? 这样的闭合曲线如果存在, 无疑就是一种时间机器。 因为沿这种曲线运动的飞船每时每刻都在做正常的飞行, 感受到正向的时间流逝, 但它的轨迹却不仅在空间上, 而且会在时间上回到出发点。 如果你乘坐飞船沿这样的曲线做一次为期 10 年的旅行, 那么在旅行结束时你不仅会回到飞船出发的地方, 并且会遇见 10 年前整装待发的自己! 物理学家们把这种奇妙的曲线称为 “闭合类时曲线”, 它是时间机器这一科幻术语在广义相对论中的代名词。 倘若存在闭合类时曲线, 时空旅行就有了理论上的可能性。 |
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