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2007年3月29日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
科学家着手构造“时间机器”
时光旅行能否成为现实
  本报讯 据北京科技报报道 人类能否乘坐时间机器回到过去,或者飞到未来?这一话题最近再次成为学界争论的焦点。

  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·戴维斯则坚信人类可以穿越时空,他已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。

  “相对论”提供了

  时光旅行的两种方法

  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。它为我们的时光旅行提供了两种方法:

  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。举个例子,如果孪生兄弟中的哥哥以接近光速开始其太空旅行,而弟弟留在家里;哥哥到达10光年以外的目的地之后立即以同样的速度返航。对于留在地球上的弟弟来说,时光流逝了20年,但是,对于旅行中的哥哥来说,时光流逝的速度却要慢得多。

  “相对论”告诉我们,时间会随着速度的增加而放慢步伐。    “相对论”提供的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。因此,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。

  因此,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。

  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。

  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联接起来,“虫洞”的含义所在,就是联结宇宙中两点的、光无法通行的捷径。

  有了理论的支撑,那么时间旅行能否成为现实呢?

  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。要获得如此多的能源只能去开发太空的资源。    

  反方观点

  时间旅行无法实现

  李淼是中国科学技术大学交叉学科理论研究中心教授,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。

  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。

  重力会使时间放慢的理论也面临一些问题,我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下,我们同样也无法从未来时光中返航。

  时空闭合在已知的

  物理规律下不会出现

  李淼介绍说,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。

  李淼补充说到,“虫洞”的存在物理学上争论很少,只是我们的科技目前还无法达到这个水平。但是他强调,“虫洞”理论和时间机器理论是两个概念。前者是两个时间中超近路的“桥梁”,而后者则是指空间上的概念。

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