宮芳
時間旅行是科幻作品的重要情節(jié),也是無數(shù)人曾幻想過的橋段。有人想回到過去,有人想抵達(dá)未來。時間旅行是什么?究竟科技水平發(fā)展到什么程度才能實現(xiàn)時間旅行呢?
通俗地講,時間與空間構(gòu)成了我們熟知的時空,但我們無法把時間和空間分開解釋,因為單獨(dú)提時間是沒有意義的。
時間旅行,按照現(xiàn)有的科技水平是不可能實現(xiàn)的,因為光速目前是無法被超越的。但是,有很多有趣的現(xiàn)象能夠讓我們體會到時空穿梭的概念。比如,太陽發(fā)出的光需要八分多鐘才能到達(dá)地球,被我們捕獲,所以,我們看到的太陽實際上是它八分多鐘以前的樣子。這樣說來,我們是不是看到過去了呢?
我們把時間和空間結(jié)合起來,忽略宇宙空間正在不斷膨脹的影響,按照天體之間的距離,以地球為中心設(shè)定一個時差概念。如果地球是標(biāo)準(zhǔn)時間,那么太陽跟地球相差了八分多鐘。依此類推,以光速計算,無論從地球到太陽,還是從太陽到地球,都需要經(jīng)過八分多鐘的時間。由于兩個位置采用同樣的時間計算體系,本身就具有時差。我們在地球上乘坐飛機(jī)穿越國際日期變更線就可以回到“昨天”,但沒有人認(rèn)為這種情況就是時間旅行。
我們在未來的宇宙探索中,跨越以光年計算的星際空間是最大的問題。歷史上航速最快的載人航天器,其時速可達(dá)四萬千米。我們可以計算一下,以這個速度跨越一光年需要多少時間。這里面涉及航天員的生命周期問題。我們假設(shè)航天員可以在航行當(dāng)中采用冬眠的方式,但是,200萬年后,地球會變成什么樣子,誰也不清楚。因此,使航天器的速度提升或者尋找空間捷徑成了熱門話題。
提升航天器速度。按照能量守恒定律,固定質(zhì)量的航天器達(dá)到的速度越快,其需要的能量就會越多。因此,首先需要解決的是能量問題。我們目前可以參考離子推進(jìn)器,未來可以考慮曲率引擎,但無論如何,航天器本身能夠承受的速度極限問題不能回避。況且,隨著速度的不斷提高,按照相對論計算,航天器需要的能量會呈幾何級數(shù)遞增。
尋找空間捷徑。說到空間捷徑,大多數(shù)人會想到蟲洞,也就是空間之門。有了它,我們甚至可能在瞬間穿越到幾百光年以外。但是,蟲洞到底在哪里?相比它,我們可能對黑洞了解得稍微多一點(diǎn)。蟲洞是基于對黑洞的研究提出來的概念,目前只是一個猜想。如果蟲洞存在,我們來考慮一下這幾個問題:如何發(fā)現(xiàn)和找到蟲洞?能否制造蟲洞?蟲洞客觀存在于某個位置嗎?蟲洞的門什么時候打開?蟲洞的對面是哪里……這些問題的答案目前都無從知曉,更重要的一個問題是,我們能夠安全地通過蟲洞嗎?
在茫茫宇宙中,可能存在地外生命。但是,在巨大的空間尺度下,如何穿越時空接觸到遙遠(yuǎn)的天體?我們面前仿佛被設(shè)置了一面防火墻,這面墻可能無限大、無限堅固,也可能留有一些空隙讓我們通過。我們需要做的是借助科學(xué)的方式搞清楚它,踏上探索星辰的偉大征途。
基于時間的不可回溯性及空間的巨大尺度,我們現(xiàn)在僅邁出了了解宇宙的一小步,未來,還有更多有趣的課題等著我們?nèi)ネ黄?。天文學(xué)有別于其他任何一門學(xué)科,它是一門觀測學(xué)科,每天都有可能發(fā)生變化。正是這種變化與未知吸引著好奇的人類,從遠(yuǎn)古的遙望,一步一步走向星空。