第11章 時間機器(2)(1 / 3)

當我們將一個黑體加熱到500—550℃時,黑體會發出暗紅色;隨著溫度的不斷升高,顏色也會開始由紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍,逐漸改變;也就是說,一種顏色對應著一個相應的黑體溫度,顏色的變化也就表示溫度的變化。當一個光源的光色與黑體在某一溫度下呈現的的光色相同時,我們就將黑體發出該顏色所對應的絕對溫度稱為該光源的色溫。色溫度是一個被攝影、印刷、照明等領域廣泛應用的概念。

現在我要告訴大家的是:顏色還能表示時間流逝的速度。或許讀者可能會覺得有些詫異,但確實沒錯!不同的顏色可以表示不同的時間流逝速度。如果相對論是一個有效的理論,那麼我的推斷就應該不會有錯。

由於多普勒效應,當一個光源在作與觀察者遠離的運動時,觀察者看到該光源的顏色會比相對靜止變紅。而當光源朝向觀察者作逼近運動時,則觀察者將看到該光源的顏色比相對靜止時變藍。這已是眾所周知的了。太陽表麵的日震,太陽係以外的行星的發現,都是藉由多普勒效應而得到的重大科學發現。根據相對性原理,不論是光源在運動,觀察者靜止;還是光源靜止,觀察者在運動;多普勒效應都同樣有效。

相對論指出,運動可以改變時間流逝的速度。所以,觀察者與光源之間的相對運動不僅僅是有顏色的變化,也有時間的變化。

現假設一個發光體與觀察者之間沒有相對運動,而是發光體自身在改變光譜的顏色,變紅或變藍;在觀察者看來,仍然可以得出發光體在作遠離自己或逼近自己運動的判斷。

觀察者與光源之間的相對運動,使觀察者見到的光源的顏色發生變化;那麼光源自身的顏色發生變化,對於觀察者而言,也能等同於兩者間的相對運動。即不論是由於運動使光源改變顏色,還是光源本身在改變顏色,對於觀察者來說是等效的。

這就意味著,即使觀察者與光源之間是相對靜止的,光源顏色的變化,可以等同於兩者間在作相對運動,當然也等同於兩者的相對時間在變化,以至兩者的時間流逝速度不同。這種時間流逝速度隨著光源顏色的變化而變化的關係,類似於黑體的溫度與顏色的關係,即一種光源顏色可以表示一相應的時間流逝的速度。這就是顏色的秘密!

黑體溫度與顏色的關係,是直接的兩者關係。而時間流逝速度與顏色的關係還捆綁了相對運動與多普勒效用在中間,是“相對論中的相對論”(一個形象的比喻,我尚未找到更適合的句子來形容顏色與時間的複雜關係。運動能改變時間是相對論的一個重要結論之一;而相對性原理又是相對論的理論基礎。所以,我把顏色與時間的關係稱作“相對論中的相對論”),這樣一個秘密的確不容易識破。

5.3.2改變時間的基本物理條件

改變光源的顏色,雖然等同於光源與觀察者之間在做相對運動,但如果光源與觀察者是在同一個時空中,那麼兩者仍然都要遵循這一時空的時鍾,兩者之間還是不會有時間上的差別。要使光源的時間與觀察者的時間不同,就必須給光源加一個足夠強的磁場,以保全“運動”所改變的時間。

一個強磁場可構成一個獨立的時空坐標,改變該時空的光譜,就可以使該時空的時間與外部時空的時間不同。我們觀測到一物體光譜的紅移,是該物體作遠離我們而去的運動,紅移越嚴重就是速度越快;作為等效運動,如果我們將光譜調置到紅外、甚至遠紅外,那麼這一“運動”的速度會高得嚇人。所以,調整光譜的頻率,就可在磁場的有效空間內得到各樣不同的時間。改變時間就這麼簡單!

通過物體高速運動的方式來改變時間,要消耗太多的能量,而得到的效果卻微乎其微,這顯然是不現實的。但是,我們可以通過相應的磁場與電磁波的作用,製造出一個等效於高速運動的空間環境來改變時間流逝的速度,這是完全可行的。也就是說,我們完全可以利用磁場與電磁波的某種特定作用,人為地創造出這樣一個有特殊環境的空間,不論這個空間相對於參照係是靜止的還是移動的,它能在磁場與電磁波的作用下,等同於它在作相對於參照係的高速運動,從而使得這個特殊空間的時間與參照係的時間不同。在我看來,這種方式在宇宙中已經存在。