“历史总是在变化的。”
《回到未来》是一部80后最具代表意义的科幻片,讲的就是一个逆转历史的过程,我想,肯定有不少人都看过!
即使你没有看过那部电影,也没有对科学产生过任何的兴趣,但我敢肯定,你一定是在为自己的人生而感到遗憾,或者说,你曾经想过要给自己一个响亮的耳光!然后改正你们曾经做过的事情。而有的人,则是希望能穿越时空,看到自己和后人的模样,从而影响自己和子孙的命运。
这种跨越时间和空间的诱惑,实在是太大了!
所以,在物理上,是否可以进行时间和空间的旅行呢?首先,时空穿梭并非人们凭空想象或想象中的想象或想象,它背后有着某种科学原理的支持。在科学上,我们无论如何也不能停止时光穿梭。
无论我们处于什么样的情况下,无论我们是否处于静止或加速至近光速,我们所处的参照系内,我们的时光始终保持着相同的速率,无论你过了一秒钟,你又能有一百年或一百年呢?
然而,你所经历的这一秒并不代表着处于一种静态观测中的一秒,而你所经历的一百年,就相当于他人的五百年,或者更久。
正如我们所知,无论是光子还是其他没有质量的物质,都是以光速移动的,在他们眼中,时间是没有变化的,也就是说,无论多么遥远的地方,当光子被释放出来的时候,都会在一瞬间被吸收。光子也无法经历自身的旅程。
但是对于我们这些外人来说,它需要一定的时间才能到达,而这个时间的长度,仅仅依赖于它的距离。
宇宙中的大多数物体,除去没有质量的光子和胶子,都具有一定的重量,并且它们的移动速率始终被限定在比在真空中更快的光速。无论我们处于什么位置,也无论我们的移动有多高,我们的光速始终保持着不变。
光速不变性理论给我们提供了一个非常有意思的结论,如果你看到一个人和你相比移动,你会发现他的速度要慢得多。
我们经常把它和“光钟”联系在一起,这种“光钟”的工作方式,就是将一个“光钟”从底部向顶部向底部移动,然后向底部向下移动,我们可以用1秒来计算,而随着“光钟”的移动,在我们不动的人眼中,它的轨迹就会被拉长,那么,如果光速没有变化,那么是否会让它减速呢?
再一次,因为移动具有一定的相关性,所以我们看到的时间在移动中的时间也会缓慢下来。究竟是谁在加速?究竟是谁在衰老?
这就是爱因斯坦所说的"孪生佯谬",意思很明显,只要我们选定了一个共用的参照系(以地球为参照系),并最终在同一参照系中进行移动,这样做的人所用的时间将会减慢,而那些在公共参照系中相对稳定的人,将会以原来的速率前进。
当然了,也有一种可能,那就是只有在惯性系统中,没有任何一个参照系比另一个参照系更好,而不是其他参照系,因为当一艘宇宙飞船离开了地球,然后又回到了原来的轨道上,那么这个轨道上的所有人,都会经历一个加速,一个减速,再加速,再加速的过程,这样的话,只会让人类的衰老速度变得更快。
所以,假如你要穿越到将来,你必须先到一个很远的地点,再把它提升到一个近似于光速的状态,再经过一定的距离,才能回到原点。然后,你将会在数月,数十年,甚至数百年后,传送到另一个世界。
如果你有充足的能源,你可以去任何你想去的地方。
不过这并不是一件容易的事情。只有在时间与空间的关系中,我们才能找到所谓的狭义相对论。而如果要穿越时间线,那就必须要从广义相对论的角度出发,也就是时间与空间与质量(能量)的根本联系。众所周知,时空是一个不可分离的统一体,只要有了能源,它就会产生扭曲。
就我们所知道的,所有可观察到的空间和时间都是非常平整的,没有可观察到的弯曲,也没有形状和周期。
不过,用数学方法来解决广义相对论,我们就能回头了。假设宇宙是一个循环的封闭空间,当你沿着一个特定的方向前进的时候,你总能找到一个起点,比如麦哲伦在海洋中航行,结果发现了一个球体,而这个球体又是一个完全封闭的空间。
在这种数学解答中,不但是空间,而且是时间。也就是说,我们可以回去了。
于是,爱因斯坦提出了一个空间通道,利用巨大的力量,让时间和空间发生巨大的扭曲,从而让我们这些人能够穿越其中,返回到那个时间点。
但我们必须弄明白,这一点在理论上是可以实现的,而不是以实际的方式实现的。毕竟,数学本身就不是用来描绘现实世界的,而是用来对这个世界进行认知的一种手段,并不意味着这个世界就必须完全遵循那些数学模式。但物理学不同,物理学是要遵循客观规律的,不能把它当成理所当然。
要到达将来,只需快速移动即可,但要返回过去,却要受世界规律的制约,同时也会引起因果关系的混淆。
假设我们时光倒流,让历史发生变化,或是你穿越时空,让父母无法相识相爱,这显然是违反了原因和结果的。这就产生了一个矛盾的时间。
因此,在真实世界里,没有一个能让时间回圈的数学解决方案。我们所处的世界是以物理为根基的,而物理仅仅是一种特定的数学解决方式,它并不一定要依照数学法则去发展。逆转时间的概念听起来很吸引人,但是,事情毕竟是发生在自己身上的,没有办法改变,也没有办法逆转,这个世界不会允许你重新开始,也不会让你犯错,因此,你要谨慎,要三思而行。