趙子寧
在影視和文學(xué)作品中,我們憧憬著高度文明的未來世界;回歸到現(xiàn)實,卻又感嘆人生短暫,無法一睹千百年后的地球長啥樣。其實關(guān)于這個問題,也許如今的我們已大可不必灰心??茖W(xué)家認(rèn)為,要想穿越時間去往未來世界,理論上有5種方法可以實現(xiàn)。
方法1,改變速度——極速前進(jìn)
根據(jù)愛因斯坦提出的狹義相對論,當(dāng)一個物體以接近光速的速度行駛時,其自身經(jīng)歷的時間相對外界就會慢下來。假如你以接近光速的速度駛向某個地方,到達(dá)后你將會發(fā)現(xiàn),這段行程你僅用了幾個小時,然而目的地已處于幾十年后的時空中。
在物理學(xué)實驗中,研究人員證實了這一離奇的推理。
物理學(xué)家找來兩個原子時鐘,將一個放在一架噴氣式飛機(jī)上,另一個放在地面上,然后讓噴氣式飛機(jī)以最快速度飛行一段時間,再比較兩個原子時鐘的時間,發(fā)現(xiàn)飛機(jī)上的時鐘運行得比地面上的時鐘慢了微不足道的一點點。由此證明,高速運行的飛機(jī),相對于靜止不動的地面,其流逝的時間要慢,盡管這其中只有微不足道的時間差,但噴氣式飛機(jī)的駕駛員在降落回地面后,實際上已經(jīng)穿越了一點點未來。
然而,以現(xiàn)有的航空水平,飛機(jī)飛得再快,距離光速依然遙不可及,所以用飛機(jī)來實現(xiàn)穿越的效果幾乎可以忽略不計。但假如你處于一架能夠以90%光速航行的宇宙飛船中,你經(jīng)歷的時間將會比地球上的時間慢2.6倍,所以當(dāng)你的運行速度越接近光速,實現(xiàn)時空穿越的幾率也就越大。
這一觀點也已被證實。利用大型強(qiáng)子對撞機(jī)的加速器,人類將質(zhì)子運行到了速度的“極限”——99.9999991%光速。研究人員根據(jù)狹義相對論計算出,在這樣的速度下,質(zhì)子所經(jīng)歷的1秒,相當(dāng)于地球上的11個月。
不過,要想把航天飛船那么大的物體加速到質(zhì)子這樣的速度,人類還有很長一段路要走,但以上實驗最少證明了這并非不可實現(xiàn)。
方法2,利用蟲洞穿越時空
蟲洞又稱愛因斯坦-羅森橋,也譯作蛀孔或蠹孔,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道,在1916年由奧地利物理學(xué)家路德維?!じトR姆首次提出。1930年,愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設(shè),透過蟲洞,可以做瞬時的空間轉(zhuǎn)移或者時間旅行。
那么,蟲洞為何偏偏得名“蟲洞”,而不是“盤絲洞”或“無底洞”呢?
美國天體物理學(xué)家卡爾·薩根曾打過一個比方:假設(shè)有兩條蟲子在一個蘋果上爬行,且蟲子只具備二維思想,只知道在蘋果表面往東南西北四個方向爬,以為自己在平地上,而不知道蘋果是個球,就像過去人們以為地球是平的。但其中一條蟲卻不小心挖進(jìn)了蘋果里面,穿過蘋果核心,從另一頭爬了出來。如果兩條蟲的速度是一樣的,相對老老實實在蘋果表面爬行的那條蟲,挖洞出來的蟲能在更短的時間內(nèi)抵達(dá)同一個地點,因為它開通了第三維世界的“蟲洞”。
同樣,假如我們開啟了高維空間的愛因斯坦-羅森橋,那我們就可以像蟲子一樣,無需通過三維空間的旅程,就可以更早抵達(dá)目的地。
雖然目前還沒有實驗證據(jù)表明蟲洞的真實存在,“蟲洞時空旅行”仍只是一種假設(shè),但科學(xué)的進(jìn)步離不開大膽的假設(shè)。
方法3,假死,暫停生命
在小說《三體》中,三體人能通過進(jìn)入脫水狀態(tài)實現(xiàn)假死,來熬過地獄般的“亂紀(jì)元”,并在環(huán)境正常的“恒紀(jì)元”蘇醒,繼續(xù)生活;而地球人則能通過進(jìn)入超低溫冬眠狀態(tài),暫停大部分生理機(jī)能運作,最終以健康年輕的體魄在未來“復(fù)活”。
以上設(shè)想絕非天馬行空,也絕不僅只擁有理論依據(jù)。在自然界中,便可找出類似的例子。面對惡劣的生存環(huán)境,細(xì)菌的孢子可以實現(xiàn)假死狀態(tài),并生存數(shù)百萬年,直到溫度、濕度等條件適宜時,才再次啟動新陳代謝,頑強(qiáng)復(fù)蘇;而一些哺乳動物,如熊和松鼠,也可以在冬眠期間減慢新陳代謝速度,大大減少它們對食物和氧氣的需求。
那么,人類能否通過類似的“假死術(shù)”,暫停生命,并在未來復(fù)活呢?
以目前的科學(xué)研究進(jìn)度,科學(xué)家認(rèn)為在不久的將來,可以讓人類實現(xiàn)短期的“冬眠”,至少持續(xù)幾個小時。這短短幾個小時的“冬眠”時間價值非凡,它可以讓需要緊急救治的危重病人抵達(dá)手術(shù)室,撿回一條命。
方法4,引力越強(qiáng),時間就越慢
引力也可以成為穿越的工具。
此種方式的理論依據(jù)同樣離不開廣義相對論。根據(jù)該理論,物體所受的引力越強(qiáng),所經(jīng)歷的時間流逝得也就相對更慢。
若是我們想要讓自己經(jīng)歷的時間比地球世界慢得多,以穿越到遙遠(yuǎn)的未來,那么就需要進(jìn)入一個引力非常強(qiáng)大區(qū)域,比如黑洞。在電影《星際穿越》中,宇航員到達(dá)了一個黑洞附近的行星,受黑洞強(qiáng)大引力的影響,宇航員登陸該行星僅僅一個小時,地球上就已經(jīng)度過了7年。
然而,通過黑洞表面引力場穿越時間長河,是一種非常危險的舉動。假如你不小心越過黑洞邊界,將被黑洞的可怕引力拉入萬丈深淵,陷入無盡的黑暗之中,永世不得逃脫。
況且,就算人類的科學(xué)技術(shù)真能將自己送達(dá)黑洞的附近,由于距離地球最近的黑洞也在3000光年之外,恐怕抵達(dá)黑洞前耗費的漫長時光,也并非通過黑洞穿越后所能彌補(bǔ)的,可謂得不償失。
無論如何,目前看來,黑洞穿越法都是風(fēng)險最大、性價比最低的選擇,理應(yīng)“慎用”。
方法5,利用光束穿越時空
還記得小時候看過的一些動畫片中,那光怪陸離的時間機(jī)器么?這第五種穿越法,假如真能實現(xiàn),也許就是那樣一幅五彩斑斕的場景。
這就是由美國物理學(xué)家羅恩·馬利特提出的光束穿越法。
羅恩·馬利特認(rèn)為,根據(jù)物理學(xué)常識,時間是一條直線,萬事萬物從過去沿著這條直線走到現(xiàn)在,再走向未來。而假如在足夠的外力作用下,空間能夠被扭曲,那么時間這條直線同樣也能被扭曲成一個圈,這樣一來,似乎我們就能把時間線任意彎折,“想去何時,就去何時”。
羅恩·馬利特的設(shè)想是這樣的:制造一個以光為基礎(chǔ)的時間機(jī)器,利用高能的漩渦狀圓柱體光束來激活和扭曲時間的結(jié)構(gòu)。從理論上說,任何掉進(jìn)這個旋轉(zhuǎn)圓柱體內(nèi)的物體,其所經(jīng)歷的空間和時間都會被延遲,因此就有機(jī)會穿越時間,回到過去或去往未來。
為了籌集資金以開展研究,馬利特于2000年發(fā)表了該理論,但他的想法并沒有得到物理學(xué)界其他科學(xué)家的認(rèn)同,不過其研究至今仍在繼續(xù)。
以上五種穿越時空的方法,各有千秋,讓人大開眼界,我們無法得知其中的哪一種將最早被實現(xiàn),也可能它們最終都只能停留在理論階段,無論如何,這一系列嘗試,都是人類在探究宇宙最深層機(jī)密的長征中走出的一大步。