宫芳
时间旅行是科幻作品的重要情节,也是无数人曾幻想过的桥段。有人想回到过去,有人想抵达未来。时间旅行是什么?究竟科技水平发展到什么程度才能实现时间旅行呢?
通俗地讲,时间与空间构成了我们熟知的时空,但我们无法把时间和空间分开解释,因为单独提时间是没有意义的。
时间旅行,按照现有的科技水平是不可能实现的,因为光速目前是无法被超越的。但是,有很多有趣的现象能够让我们体会到时空穿梭的概念。比如,太阳发出的光需要八分多钟才能到达地球,被我们捕获,所以,我们看到的太阳实际上是它八分多钟以前的样子。这样说来,我们是不是看到过去了呢?
我们把时间和空间结合起来,忽略宇宙空间正在不断膨胀的影响,按照天体之间的距离,以地球为中心设定一个时差概念。如果地球是标准时间,那么太阳跟地球相差了八分多钟。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,都需要经过八分多钟的时间。由于两个位置采用同样的时间计算体系,本身就具有时差。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”,但没有人认为这种情况就是时间旅行。
我們在未来的宇宙探索中,跨越以光年计算的星际空间是最大的问题。历史上航速最快的载人航天器,其时速可达四万千米。我们可以计算一下,以这个速度跨越一光年需要多少时间。这里面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,但是,200万年后,地球会变成什么样子,谁也不清楚。因此,使航天器的速度提升或者寻找空间捷径成了热门话题。
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,其需要的能量就会越多。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,未来可以考虑曲率引擎,但无论如何,航天器本身能够承受的速度极限问题不能回避。况且,随着速度的不断提高,按照相对论计算,航天器需要的能量会呈几何级数递增。
寻找空间捷径。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,我们甚至可能在瞬间穿越到几百光年以外。但是,虫洞到底在哪里?相比它,我们可能对黑洞了解得稍微多一点。虫洞是基于对黑洞的研究提出来的概念,目前只是一个猜想。如果虫洞存在,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?虫洞客观存在于某个位置吗?虫洞的门什么时候打开?虫洞的对面是哪里……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?
在茫茫宇宙中,可能存在地外生命。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?我们面前仿佛被设置了一面防火墙,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,踏上探索星辰的伟大征途。
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去突破。天文学有别于其他任何一门学科,它是一门观测学科,每天都有可能发生变化。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。