霍金的“时间机器”:可以看到未来(图)

2011年02月02日11:14 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号:T|T
关键词: 时间机器 时间旅行 虫洞 银河系中心 宇宙学家 光速 火星探测 时光隧道 外星人 物理学家

黑洞身边看到未来

故事到此并未结束。这并没有使所有的时间旅行不可行。我确实对时间旅行深信不疑,对通向未来的时间旅行更是如此。时间就像河流,我们每一个人仿佛被时光的流动无情地卷走,只不过时光是另一种形式的河流——以不同速度、在不同地点流动,这是通向未来的“钥匙”。

一百多年前,爱因斯坦最早提出了这一概念。他认为,世上应该存在让时间慢下来的地方,以及让时间加速的地方。他绝对是正确的,证据恰恰就在我们的头顶。这便是全球定位系统,简称GPS。一个卫星网络正在地球周围轨道运行,每一艘太空飞船内部都是一台运行精确的钟表。虽然如此精确,但每天仍会快十亿分之一秒左右。造成这种非同寻常影响的原因是地球的质量。爱因斯坦发现,物质会减缓时间运行速度,就像是河的下游一样。物体越重,对时间的阻力越大。这种惊人的事实为通向未来的时间旅行开启了大门。

恰恰在银河系中心,距离地球2.6万光年远的地方,拥有银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞,在自身引力作用下,它被压缩为一个点。这样的超大质量黑洞对时间具有显著的影响,令其减缓的速度远远超过银河系中的任何物体。这使得它是台“天生的时间机器”。

我喜欢想象宇宙飞船如何能充分利用这种现象。如果某个航天机构正在控制从地球发射的探测器,他们会发现绕轨道运行一圈的时间为16分钟。对于飞船上的勇敢者来说,靠近这个超大质量物体,时间就会慢下来。在这里,引力影响远比地球引力极端。机组人员的时间将会减慢一半。对于原本每圈要耗费的16分钟,他们其实仅经历了8分钟。

想象一下,当飞船及机组人员绕这个黑洞运行5年时,别的地方已经过去了10年。当他们回到家乡,地球上的人比他们老了5岁。所以,超大质量黑洞就是一台时间机器。

当然,这还不是非常的实用。超大质量黑洞之所以比虫洞更有优势,是因为不会激发悖论。此外,它不会因反馈走上自我毁灭之路。

接近光速,飞向未来

幸运的是,我们还有另一种时间旅行方式,这也是我们建造货真价实的时间机器最后、也是最大的希望——因为宇宙中存在着速度限制,即光速。

任何物体不能超越这一速度,这也是科学界最成熟的理论原则之一。无论是否相信,以接近于光的速度旅行可以将你送达未来世界。要想理解这一点,我们可以想象一个具有科幻色彩的交通系统——一条遍布地球周围的轨道,为超高速火车准备的轨道。

无论这列想象出来的火车动力有多强劲,它永远也无法到达光速,因为物理学原理令其做不到这一点。假设它接近光速,非同寻常的事情就发生了,列车上的时间相对于地球开始减缓,就如同靠近超大质量黑洞一样,而且有过之而无不及——2050年1月1日,一列火车离开车站,绕地球轨道一圈又一圈,直至100年以后,最终在2150年新年夜停下来。因为身在火车上,时间过得非常慢,实际上他们只过了一周,当乘客们离开火车,会发现一个完全不同于他们出发时的世界。

不过,建造一列能达到这种速度的火车的可能性微乎其微。我认为实现这一目标的唯一途径是进入太空。我们应该先制造一个巨大的飞船,里面装载着巨量燃料,令其加速至接近于光速,在全负荷动力运行下,实现这一目标仍需要6年时间。

由于飞船如此庞大和沉重,最初的加速度相对平缓。随着时间的推移,飞船速度非常快,不久即覆盖广大区域。一年以后,我们到达了系外行星。两年后,它的速度将达到光速的一半,距离太阳系越来越遥远,再过两年它可能会已经达到光速的90%。在发射4年后,飞船距离地球48万亿公里远,这意味着飞船将开始时间旅行,届时,它的速度接近于光速,在船上呆一天,相当于在地球上呆两天。

再经过另外两年全负荷动力飞行,飞船将到达其最高速度——相当于光速的99%。在这一速度下,在船上呆一天,那就意味着在地球上度过一年的时间。飞船确实“飞进”了未来。从理论上讲,这意味着我们一生当中可以跨越无尽的距离。(据《新华月报》)

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