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霍金的两种通往未来的时间旅行方式

时间:2023-09-07 14:08:59

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霍金的两种通往未来的时间旅行方式

时间就像洪流,我们每个人都深陷其中,无情地被时间洪流裹挟而去。上次说到,通往过去的时间旅行是不可能发生的。那么通往未来的时间旅行是否可能呢?很幸运,至少在理论上 是可能的。

霍金先生

霍金阐述了两种方法:

第一种方法,实际上就存在于我们的头顶——GNSS(全球卫星导航系统)。GNSS由若干个人造卫星组成,每一个人造卫星内部,都安装着一种极其精确的时钟,叫做“铯原子钟”,这种时钟至少每一百万年才产生一秒的误差,这个精度用于人造卫星已经绰绰有余了。但是事实上我们仍然无时不刻不在调整和校正它,否则一天下来产生的误差便能使人造卫星的轨道产生10公里的偏离量,为什么呢?

卫星上的时间过得比地球快

因为人造卫星上的时间本来就过得比地球上的快。

物理学证明,质量越大的物体越能拖住时间,所以地球上的时间本来就过得比人造卫星上的流得慢。但是这种快慢效应在地球附近实在是不足以开始时间旅行,因为地球太轻!

想要进行利用质量进行时间旅行,我们需要比地球还要重得多的物体,为此,拨开层层星云,我们找来了整个银河系中最重的一样东西——银河系中心黑洞,它的质量是太阳的4亿倍。它的引力是如此巨大,以至于它附近的光都不能逃脱而被它束缚住,而这里的时间也比银河系的任何其他地方都过得更为缓慢。

如果我们驾驶一辆宇宙飞船,围绕这个巨型黑洞以半径2500万公里的轨迹飞行,那么我们就开始了通往未来的时间旅行。在地球上的观测站可以观测到这辆宇宙飞船每16分钟就绕黑洞一圈,然而在飞船内部,乘客们经历的时间却不是16分钟,而是8分钟。

银河系

因为时间被黑洞拖慢了一倍。

这个时候,乘客们就真正开始了时间旅行,如果他们在黑洞附近飞行了后再返回地球,他们就会发现,地球上的每个人都会比自己再年长10岁。

然而,这种方法很危险,难度也很大,因为这个银河系中心黑洞距离地球足足有2.4万光年,即使是以光速飞行,也需要2.4万年才能到达黑洞附近,而且如果宇宙飞船飞行的轨道不够精确,极易被黑洞吸附而去。

第二种方法,也是我们最后可能的方法,即利用速度。

速度有一个极限,就是每秒30万公里(光速),我知道这听起来很荒诞,但事实确实如此,这是整个物理学公认的公理之一。

现在让我们来进行一次科学幻想,设想我们能设计出这样一辆列车,它的速度是如此之快,以至于每秒能绕地球7圈,99.99%接近光速,但是不管它的动力系统多么强大,它都不可能达到或超过光速,但它可以非常接近光速,然后一件神奇的事情就发生了:列车上的时间变得十分缓慢,不管是乘客们的说话速度,还是物体自然落体的速度,甚至是在列车上打开手电筒,手电筒灯光的传播速度也变得十分缓慢。这是为什么?

原来根据爱因斯坦的狭义相对论,物体的长度、质量都与其运动速度有关,时间也是如此:

相对论时间公式

如图,在列车的速度v被加速到非常接近光速c后,列车上的时间Δt1相对于列车外的时间Δt2将变得非常缓慢,这样,假如一个小女孩在列车走廊内向前奔跑,自然法则就会以这种方式阻止她跑步的速度加上列车本身的速度 大于光速。但是列车上的乘客并不会注意到这件事情,他们仍然以为自己在以正常的语速聊天,但是当列车的速度达到光速的99.99999999999995%(小编亲算)的时候,将真正达到“车内一天,车外一年”的效果,这个时候我们就真的在进行通往未来的时间旅行了。

不过,要记住,永远只有单程票,就是说走上这辆通往未来的列车后,不可能再回到原来的时间!

好了,至此,小编已经把通往过去和未来的时间旅行的可能性已经阐述完毕。其实我们发现,上述两种潜在的时间旅行方式都非常难以做到,因为我们不知道如何去设计一辆能速度接近光速的列车,也不知道如何储存列车所需的巨大的能量。目前为止,人类还无法做到这些。所以归根结底,我们最重要的事情就是珍惜当下,热爱生活!

愿大家劳动节假期快乐!

大家假期快乐

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