首页 -> 2007年第14期

时光旅行能否成现实

作者:孙燕燕

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  近日,“人类能否乘坐时间机器回到过去,或者飞到未来”这一话题再次成为学术界争论的焦点。
  一些美国物理学家向公众表示,“如同科幻作品描述的那样穿越时空回到过去是不可能的。”而美国亚利桑那州立大学的理论物理学家保罗·戴维斯,已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。
  
  时间扭曲:走进未来时光的一种方法
  制造时间机器的相关理论源自这样一个观念——像三维空间一样,时间是一个可变的维数。这也是1905年爱因斯坦提出的“相对论”的核心思想。
  “相对论”为我们提供了到未来时光中旅行的两种方法。
  一个是以高速进行运动,由这种运动而造成时间扭曲。一艘速度达到光速99.99999%的飞船,就可以在6个月内进入公元3000年。
  另一个时光旅行的方法是重力会使时间放慢。地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。为了能在未来的时光中旅行,需要利用那些强度远高于地球重力的引力场,比如中子星的引力场。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子,这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲——中子星上的7年相当于地球上的10年。只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上,就会在未来的时光中迈出一大步。
  
  “虫洞”:进入过去时光的捷径
  这些都是到未来的方法,那么如果我们想要回到过去呢?爱因斯坦提出的“虫洞”理论就可以解决这个问题。
  美国亚利桑那州立大学的理论物理学家保罗·戴维斯说,“虫洞”是一条捷径,它可以在光到达之前将两个非常遥远的点连接起来,因此这也是通过一条捷径进入过去时光的一个方法。光速实际上是一个无法逾越的极限,任何物体,甚至包括信息也无法以更快的速度运动。所以,如果我们能够抢先在出发地的信息到来之前到达某个地方,那么我们就可以说完成了一个进入过去时光的旅行。这是因为我们刚到目的地不久,我们的过去就会追上我们,或者更精确地说,是我们出发时那个时刻的信息追上了我们。
  可是,如果信息是以光速旅行,我们又如何能在它之前到达某个地点呢?走一条光不认识的捷径,走更短的路。这就是“虫洞”的含义所在:它是联结宇宙中两点的光无法通行的捷径。
  
  正方观点:时间旅行是可行的
  戴维斯认为,达到光速运行其实只是一个成本问题。因为,如果把一个10吨重的负载加速到光速的99.9%,需要使用100亿亿焦耳,这相当于全人类几个月的能源生产总量。如果获得如此多的能源只能去开发太空的资源。
  现在,戴维斯已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。“时间旅行是可行的,而且我们知道如何去完成它。”在接受采访时戴维斯称,目前构建时间机器所需要的大部分零件已经存在于世界各个国家最先进的实验室里了。
  哥伦比亚大学物理学家布赖恩·格林甚至告诉了人们一个飞往100万年以后的方法。他说:先建好一艘太空船,然后以接近光速的高速度开始飞行。当你在高速飞行的飞船上过了一年返回地球时,走出飞船后你会发现地球上已经过了100万年——你已经到了地球上的未来。
  
  反方观点:时间旅行无法实现
  中国科学院理论物理所研究员李淼告诉记者,大多数科学家都认为,进行时间旅行的理论几乎都是无法实现的。
  以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来,却没有办法回到过去。事实上,假如我们的时间机器到达了公元3000年后再返航,有可能只会在地球的未来时光中又跨出了一大步。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向,而只取决于它的速度。以接近光速的速度飞行理论上当然可以使时间变慢,但是即使再接近光速或者达到光速,时间也不会为负,也就是说我们是不会回到过去的。
  对于广义相对论来说,时空可以被弯曲到与其自身联结的地步,因此可以在时间和空间中创造闭合的轨迹。例如,我们回到了自己出生的年代,看见自己出生的样子,这就是时空闭合了。但是目前的理论认为,有一定的物质就会有一定的时空,时空和物质有关。产生闭合轨迹时空的物质分布非常特殊,其中有一部分物质分布处于负能量状态。这样就破坏了我们已知的能量条件。而我们现在已知的物理规律是不允许这种现象出现的。
  (杨松摘自《北京科技报》)