时空旅行能成为现实吗,如何实现?

时空旅行能成为现实吗,如何实现?

人们想实现时空旅行从技术上来说也不是完全不可能的。这需要一部跑得非常非常快的机器,具体地说,速度需要接近3×108米/秒,这个速度能够使你在眨眼间绕着地球跑好几圈。

3×108米/秒是光运动的速度,这几乎是宇宙的速度极限。有趣的是,当物体加速到接近光速,时间就会变慢。

出于对这个现象的好奇,物理学家曾经设想,如果让双胞胎兄弟或姐妹中的一人乘上星际飞船作太空遨游,而另一个则留在地球上生活,结果会是怎样。那就让我们设想一下这个也许会发生在遥远的未来的故事吧。

假设贝丝和芭比是双胞胎,都是30岁。贝丝是一位宇航员,而芭比则是一个新闻记者。贝丝刚刚接到一项飞行任务,这可能会成为她一生的使命:乘坐宇宙飞船到邻近的一个恒星系统去考察。芭比会为她工作的报社全程报道这次宇宙旅行。

目的地距离地球96万亿千米,大约10光年的距离。贝丝乘坐的宇宙飞船以光速的90%的速度运行,照此推算,从地球上出发到回到地球需要22年的时间。在这段时间里,芭比结了婚,生了两个孩子,而且头发都变花白了。

但这段时间对于宇航员贝丝来说却是另外一番情景。当宇宙飞船以极快的速度穿梭于星际时,船舱内的钟表悄悄地放慢了脚步。并不是表没电了或是坏掉了,而是时间本身为飞船和飞船上的成员放慢了节奏。

然而飞行员们自己却感觉不到丝毫的变化,对于他们来说,1分钟仍然是1分钟,并没有多出1秒钟。但在贝丝出发之后,飞船上的时间和地球上的相差越来越多了。

成功完成任务之后,宇航员们返回了地球。当飞船进入太阳系时,船舱里的电子钟显示这次太空旅行花了10年时间。当飞船途经冥王星时,贝丝刚好庆祝自己40岁的生日。

贝丝和芭比都知道这种时间变慢的效应会发生,但当两姐妹重逢时,她们仍然很震惊。贝丝是一位40岁的中年女子,而芭比已是52岁的妇人了。两姐妹不再像是双胞胎了。芭比如今已不再年轻,她把这次太空旅行看作是年轻时的回忆。而贝丝则有些茫然:22年过去了,这个世界发生了很大的变化,对于她来说,相当于经过了10年的长途旅行来到了12年后的未来。

这种时空旅行的创意灵感来自于阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论,该理论描述了运动给时间、距离和质量带来的影响,更接近光速的旅行将把宇航员们送到更遥远的未来,比如说1个世纪之后。虽然我们现在仍不能制造出可以如此高速运行的飞行器,但我们仍然能从相对低速的运动物体身上观察到这种效应。科学家们曾在超音速飞机上装上非常精确的时钟,在飞行结束后,他们发现时钟整整慢了1秒钟。

在爱因斯坦的广义相对论中,他预言,随着引力的增加,时间也会变慢。依据这个预言,有人提出这样的设想,也许我们可以利用宇宙中具有极大引力场的天体结构,比如黑洞,帮助年迈的老人重返童年。