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超光速就可以穿越时空吗?

时间和空间是宇宙中最本质的两个性质,但对于人类来说同样也是简单而神秘的。从牛顿时代开始时间和空间就是科学家们研究关注的重心,而穿越时空就是人们一直梦寐以求但是求之不得的能力。穿越时空一直以来就是科幻影视作品中的常客,但是在现实生活中却很难实现。

光还有速度吗?这个问题其实很简单,真空中光速大约是30万公里每秒,上过物理课的小朋友都知道这个答案。但实际上人类对于光速的认识也是有过程,早期人类智者认为光速就是瞬时的,一间黑暗的屋子里开关闭合的瞬间,灯光就填满了整个屋子。

但后来大家意识到,光也许是有速度的,伽利略是第一个科学性测量光速的人,后来经过一代代科学家的努力,光速测量越来越准确,并且随着科学的发展光被认为是一种电磁波,它的速度就可以通过波长和频率的乘积来获取了。

时间来到二十世纪初经典物理学的大厦已经趋于完善,但还有两朵小乌云萦绕在大家心中,它们就是迈克尔莫雷实验的失败,没有测量出牛顿预言的以太,相反证明以太不存在。其二是黑体辐射的结果和实际理论的不相符。最后这两朵小乌云发展出二十世纪物理学的两大支柱相对论和量子力学。

爱因斯坦也横空出世,他提出了自己的狭义相对论,确定了以太不存在,光速最大不可超越。在牛顿时代时间和空间是绝对的,但是在爱因斯坦这里时间和空间却变成一个整体,同时也是相对的。

狭义相对论认为物体自身的运动速度会影响时间的流逝,运动速度越快时间的流逝速度越慢,当物体运动速度无限接近于光速,那么时间就无限接近于静止。实际上爱因斯坦的狭义相对论推理到这里也就该结束了,但是有些人认为既然随着速度的增加,时间在逐渐变慢,那么当超过光速,时间是否就开始倒流,这样也就是穿越了时空?

实际上这里出现了本质性的错误,爱因斯坦理论认为有静止质量的物体无法达到光速,同时信息的传递速度不能超过光速,这些年来没有任何一个现象打破这种规律。当然有些人可能会想到宇宙膨胀速度,138.2亿年的光阴膨胀到现在930亿光年的可观测直径状态,这意味着宇宙膨胀是超光速的,那么就违反了爱因斯坦的理论吗?

当然不是,宇宙膨胀的本质是空间膨胀,并不涉及到有静止质量的物体超越光速。同样的道理量子纠缠的速度也是远超光速的,甚至科学家认为它可能是瞬时完成的这个过程,但是量子纠缠的过程同样是不可传递信息,因此也不违反爱因斯坦的光速不可超越理论。

但是如果超越光速飞行,某种意义来说或可以追溯其以前的光阴。有朋友曾提出过这样的问题,如果观测技术足够,那么早2000多光年远外的星球上回望地球,是否就可以看到秦始皇登基?这个问题理论上是确定的,如果超过光速飞行,飞到2000多光年远外的地方回望地球,我们可以回溯以前地球上的时光。这在某种意义上来说也是穿越时空吧!

其实穿越时空并非是虚无缥缈无法实现的,理论上是支持穿越时空的。例如爱因斯坦的广义相对论预言的虫洞,是目前唯一支持时空穿越的科学理论。

爱因斯坦提出广义相对论后,曾用起场方程进行研究,其中的一个特殊解预言了黑洞的存在,目前早都已经被证实存在并发现。另外一个特殊解预言了虫洞的存在,只不过一直没有被发现而已。爱因斯坦广义相对论从本质上诠释了引力,认为引力只不过是时空弯曲的外在表现而已。

既然是时空弯曲,那么就难以避免出现一些特殊的情况,在不同时间和空间的两个点因为时空弯曲连结到一起,如果穿越了这个连结点,就意味着跨越不同的时光,来到了新的地方。

除了虫洞的存在,还有理论认为宇宙中存在一种假想的特殊天体,它和黑洞正好处在对立面,也就是白洞。黑洞的特点是吞噬周围一切物质能量只进不出,正相反白洞的特点就是不断地释放出物质和能量,只出不进。那么在这种模型里,为了保证宇宙总质能的稳定,很可能就是宇宙中黑洞和白洞以某种特殊方式相连,穿过黑洞最终可以从白洞释放,这也算是一种跨越了时空。

当然唯一存在的弊端就是整个进去,最终可能变成能量和基本粒子再出来。无论怎么说穿越时空目前唯一的科学理论就是虫洞,如果找到虫洞的存在,或许就可以实现时空穿梭,其它办法是没法实现时空穿梭的。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。