国民记者|如果真能时间旅行,这效果太怪异了......


每个人每时每刻 , 都不断地从过去经由现在 , 走向未来 。 你是否想过 , 能不能用比别人更快的方式去未来旅行?比如说能不能现在就去看看1万年后的地球是什么样子?
漫游未来 , 在原则上是可能实现的 。 发现这一点 , 是狭义相对论的功劳 。
狭义相对论建立在两个假设之上:光速不变原理——光在真空中的速度对每个观测者都一样;相对性原理——不能探测绝对运动 。
光速不变这样令人吃惊的事实 , 会导致令人吃惊的推论 。 让我们想象有一架“光子火箭” , 正在以接近光速的速度与我们擦肩而过 。 这时 , 我们会发现 , 光子火箭上的时间变慢了!
为了弄清楚“钟慢”效应 , 我们来设计一种简单的“光钟”:光线在两面镜子之间反射 , 一个来回算作一个时间单位 。 假如光子火箭上有一只这样的光钟 , 那么我们发现光钟在运动 , 可是光的速度不变 , 于是光的路径变长 , 光钟的周期也相应变慢 。
进一步 , 相对性原理告诉我们 , 变慢的不仅是这只简单的光钟 , 火箭上的所有钟在我们看来都变慢了 。 否则 , 光子火箭上的乘客不向外看 , 只凭时钟速度的不同就能测出火箭的速度 , 这是与相对性原理矛盾的 。
由于“钟慢”效应 , 光子火箭就成了漫游未来的交通工具 。 假如一对年轻双胞胎中 , 哥哥坐上光子火箭旅行 , 而弟弟在地球上等他回来 。 当弟弟成为白发苍苍的老人时 , 会发现返回地球的哥哥还是像出发时那么年轻 , 而哥哥并没感觉旅行花费很长时间 。
也就是说 , 哥哥漫游到了未来!这被称为“双生子佯谬” 。
好奇的读者可能会问:既然运动是相对的 , 火箭上的哥哥认为弟弟也是运动的 , 那么为什么不是弟弟更年轻呢?
这是因为 , 哥哥从离开到返回 , 中间必须经过一个改变速度的阶段 。 在这一瞬间 , 哥哥会发现弟弟迅速变老!
尽管从原理上是可能的 , 当代技术还难以实现时间旅行 , 比如飞机的速度只有光的一百万分之一 。 坐飞机环球旅行 , 造成的“钟慢”效应只有一千万分之一秒(同时还有同样数量级的广义相对论效应) 。
制造“光子火箭” , 让人直观地感受时间 , 目前还远不能实现 。
国民记者|如果真能时间旅行,这效果太怪异了......
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