人们实现时空旅行从技术上来说也不是完全不可能,这需要一部跑的非常快的机器,具体地说,速度接近3乘以10的8次方每秒,怎么形容这个速度有多快呢,在你眨眼间它就能绕着地球跑了好几圈。这个速度也是光运动的速度,这几乎是宇宙速度的极限。有趣的是,当物体加速接近到光速,时间就会变慢。
出于这个现象的好奇,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做太空遨游,而另一个留在地球上生活,结果会怎样呢?那就让我们设想一下这个也许会发生在遥远的未来故事吧。
假设张三和李四是双胞胎,都是30岁。张三是宇航员,而李四是新闻记者。张三刚刚接到一项飞行任务,这可能成为他一生的使命:乘坐宇宙飞船去邻近的一个恒星系统去考察。李四会为他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。张三乘坐的宇宙飞船以光速的90%的速度运行,照此推算,从地球出发到回到地球需要22年的时间。在这段时间里,李四结了婚,生了两个孩子,而且头上长出了白发。
但这段时间对于宇航员张三来说却是另一番情景。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,并不是表没电或是坏了,而是时间本身为飞船和飞船上的宇航员放慢了节奏。
然而宇航员自己却感觉不到丝毫的变化,对于他来说,一分钟仍然是一分钟,并没有多出一秒钟。但在张三出发后,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,宇航员返回了地球,当飞船进去太阳系时,船舱里的电子钟显示这次太空旅行花了十年时间,当飞船途径冥王星时,张三刚好庆祝自己40岁生日。张三和李四都知道这种时间变慢的效应会发生,但两兄弟重逢时仍然很震惊。张三40岁时而李四却已52岁,两姐妹不再像双胞胎,李四如今不再年轻,他把这次报道太空旅行看作是年轻时的回忆;而张三则有些茫然,22年过去了,这个世界发生了很大变化,对于他来说,相当于经过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送到更遥远的未来,比如说一个世纪之后?虽然我们现在仍不能制造出如此高速运行的飞船,但我们仍然能从相对低速的运动物体上观察到这种效应。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一秒钟。
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。
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