时间旅行什么时候能实现

宫芳

时间旅行是近几十年来科幻作品中的重要主题，也是无数人都曾幻想过的桥段。有人想回到过去，有人想抵达未来。这种情节既满足了剧情的需要，也迎合了读者的胃口。时间旅行是什么概念？究竟科技水平发展到什么程度才能實现时间旅行呢？

通俗地讲，时间与空间构成了我们熟知的四维时空，但我们无法把时间、空间和物质分开解释，因为单独提时间是没有意义的。时间与空间的上下四方不同，它好像只有一个流向，只能前进不能倒退，那为什么科幻小说中老惦记着时间旅行这件事儿呢？说起来都得怪爱因斯坦，他在相对论中提出的时间随观测者的速度而变化的论述，帮人们打开了脑洞：如果我们的运动速度超过光速，我们好像真的能回到过去呢！真的是这么回事吗？

了解一些天文知识的人都知道，根据经典的宇宙大爆炸理论，时间和空间均起源于约138亿年前的那次大爆炸。在那之前，没有时间，也没有空间。时间旅行，按照现有的科学理论是不可能实现的，因为光速目前是无法被超越的。但是，仍然有很多有趣的现象能够让我们体会时空穿梭的概念。举个例子来说，太阳发出的光需要8分多钟才能到达地球，被我们的肉眼捕获，所以我们看到的太阳实际上是它8分多钟以前的样子；如果太阳上发生了一次强烈耀斑，我们也得等到8分多钟以后才能看到。照这么说，是不是就算看到过去了呢？

好了，太阳太近，我们来个远点儿的，就说夏夜星空里大家非常熟悉的星座——天蝎座吧！天蝎座的心脏是我们非常熟悉的红超巨星心宿二，又称“大火”。这颗恒星又大又红，是一颗即将走向死亡的恒星，距离我们大概500光年。假设有人生活在心宿二附近的某颗宜居行星上，那我们在观察它们的时候，实际上看到的都是很久以前发生的事情，这算不算时空穿越呢？历史之所以成为历史，是由于各种事物相互作用导致的最终结果，人类回到过去的一举一动都可能会改变历史进程。换句话说，如果我们每个人都可以利用时间旅行回到过去，那么我们在不同的时间回到过去相同的某一时刻，会是什么景象？

我们再往前走一步，把时间和空间结合起来看，暂时忽略宇宙空间正在不断膨胀的影响，我们可以按照天体之间的距离，以地球为中心设定一个时差的概念。比如地球是标准时间，那么太阳就是8分钟，依此类推，以光速计算，无论从地球到太阳还是从太阳到地球，都需要经历8分钟的时间。这样由于两个位置采用同样的时间计算体系，本身就具有了时差。我们在地球上乘坐飞机穿越国际日期变更线就可以回到“昨天”，但并没有人认为这种情况就是时间旅行。因此，按照前面的假设，时间旅行确实是不可能实现的。

我们在未来的宇宙探索中，如何跨越以光年计的星际空间是最大的问题。历史上航速最快的载人航天器是“阿波罗十号”，它的时速可达4万千米，我们可以计算一下，以这个速度跨越1光年需要多少时间。直白地说，以现在的科技水平，我们到达太阳系之外的另外一个恒星系至少需要飞行200万年以上。这里面又会涉及航天员的生命周期问题。我们假设航天员可以在航行当中采用冬眠的方式，或者可以持续繁衍解决生命周期问题，但是200万年后地球会变成什么样，谁也不清楚。因此，使航天器速度提升或者寻找空间旅行的捷径也就成了热门话题。

我们分两个层面来看一下这个问题。

1.提升航天器速度

按照能量守恒定律，固定质量的航天器达到的速度越快，其需要的能量就越大，因此首先需要解决的是能量问题。我们目前可以参考离子推进器，未来可以畅想曲率引擎，但无论如何，航天器本身能够承受的速度极限问题也不容回避，而且随着速度的不断提高，按照相对论的计算，航天器需要的能量呈几何级数递增。关于这个问题，科幻作家刘慈欣在作品《流浪地球》中采用离子推进，将地球变为一颗流浪行星并不断加速的思路值得参考。

2.空间捷径

说到空间捷径，大多数人会想到“虫洞”，也就是空间之门。有了它，我们甚至可以在瞬间穿越到几百光年以外。可是虫洞到底在哪里？相比它，我们可能对黑洞了解得还稍微多一点儿。众所周知，黑洞是超大质量天体坍塌形成的极度致密天体，其视界内的逃逸速度大于光速，我们并没有直接观测到黑洞，只是通过它对周围天体及时空的影响推测它的性质，因此我们对它知之甚少。虫洞是基于对黑洞的研究提出来的，目前只是一个猜想，还没有任何的理论依据。如果有虫洞存在，我们来考虑一下这几个问题：如何发现和找到虫洞？能否制造虫洞？虫洞是客观存在于某个位置吗？虫洞的门什么时候打开，是一直开启还是依赖于某种能量场而开合？虫洞的对面是哪里，如何判断？这些问题的答案目前都无从知晓，更重要的一个问题是，我们能够安全地通过虫洞吗？原则上半径小于1光年的虫洞在物质通过时，作用到其表面的张力足以破坏物质的原子结构，任何材质的飞船都无法承受，更别说宇航员了！

我相信，在茫茫宇宙中肯定存在地外生命，也有很大的可能存在智慧生命。但是，在巨大的空间尺度下，如何穿越时空接触到遥远的天体却像在我们面前设置了一面防火墙，这面墙可能无限大、无限坚固，也可能留有一些空隙让我们通过。我们需要做的是借助科学的方式搞清楚它，实现探索星辰大海的伟大征途。

基于时间的不可回溯性及空间的巨大尺度，我们现在仅仅是迈出了了解宇宙的一小步，未来还有更多有趣的课题等着我们突破。而天文学之所以有别于任何一种我们在书本上学到的经典理论知识，就在于它是一门观测学科，每天都有可能发生变化，也正是这种变化与未知吸引着好奇的人类，从远古的遥望，一步一步走向星空。