時光旅行與時空隧道之謎
觀點:時空穿越目前還隻是一種理論,人類如想真正實現尚需付出巨大努力。
但是,時空旅行不是一種虛幻的空想,更不是無聊的遊戲,它將是人類以後賴以生存的超級技術。
自從人類有文明以來,能夠有一天不受時空限製,任意穿梭宇宙的夢想就一直沒有消失過。“夫天地者,萬物之逆旅;光陰者,百代之過客。而浮生若夢,為歡幾何?”受限於科技與思想的局限,人類的這個夢想顯得那麼的遙不可及。事實上,時光旅行在愛因斯坦的“廣義相對論”提出之前,一直是一種被所有人不屑一顧的“瘋狂猜想”,是隻有神經錯亂的“瘋子”才會相信的空想。
天才的愛因斯坦提出“廣義相對論”後,論述了時空可以被彎曲到與其自身聯結的地步,因此可以在時間和空間中創造閉合的軌跡。這就是宇宙中的“蟲洞”。
1991年,美國普林斯頓大學的物理學家J·Richard·Gott又提出了一個關於時光旅行的新介質—宇宙線。他認為在宇宙形成初期存在很多線形的物體,它們伸展長達整個宇宙,承受著高達數百萬噸的壓力,卻比一個原子還細,周圍形成了巨大的重力場,一旦有物體接近,便會以非常高的速度被吸過去。而兩根相臨的宇宙線會互相吸引,或一根宇宙線與黑洞相連都可以形成一個足夠飛船通過的空間。
愛因斯坦提出了“廣義相對論”,為時光旅行奠定了理論基礎被譽為繼愛因斯坦後最偉大的理論物理學家史蒂芬·霍金,本身也是“時光旅行”理論的支持者。史蒂芬·霍金承認外星人的存在後,又於2010年4月發表了一個驚人論述。他聲稱帶著人類飛入未來的時光機在理論上是可行的,所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過,霍金也警告,不要搭時光機回去看曆史,因為“隻有瘋狂的科學家,才會想要回到過去顛倒因果”。
其實,霍金早在他的《時間簡史》中的“時光旅行與蟲洞”一章就告訴我們,時空旅行在物理定律上來說沒有問題。那時的霍金雖然承認時光旅行理論的可行性,但他不認為人類可以掌握這一技術。理由很簡單,如果可以做時光旅行,為何沒有來自未來的訪客?
難道我們地球人在掌握時光旅行的能力之前就全部滅絕了嗎?很顯然,霍金認為宇宙有其不可改變的必然規律,這種未知的宇宙法則阻止時光旅行者前來拜訪我們。
我們不是霍金,也不必用近乎宗教的心態看待理論物理中的這些終極問題。我們關心的是,時光旅行既然在理論上可行,那麼用英國物理學家史蒂芬·霍金也是“時光旅行”理論的支持者什麼方式可以最終實現?在何時可以實現?
答案也許會令許多人感到沮喪。盡管許多科學家都提出了自己的“時光機器”的模板,但沒有一種是在目前科技條件下可以實現的。最樂觀的人也不得不承認,想做真正的時光旅行,人類至少還要經過幾百或者幾千年,因為還麵臨著以下幾個問題:首先,時光機器的實現建立在超高的速度上。以人類目前和可以預見的科技水平來看,讓飛行器接近光速或者突破光速實在是一個難題。幾年前,科學家已經在粒子加速器中將粒子加速到光速的9.99%,也就是無限接近光速。但這也隻是無限接近超越現實的時光飛船而已,還是突破不了光速。何況,時空旅行需要加速的是飛行器加上宇航員,而不僅僅是一個粒子。
據測算,如果把一個10噸重的負載加速到光速的99.99%,需要的能量接近100億億焦耳,這相當於全人類幾個月的能源生產總量。當然,科技發展的速度是很快的,人類還可以去開發太空的資源。例如月球上就有大量的稀缺資源,氦3就是一種。氦3在地球極為稀缺,但在月球上卻有大約5億噸。如果合理利用這些月球資源,能夠為人類提供上萬年的核電。有一天,如果我們能夠獲得足夠的能源,就可以先建好一艘太空船,然後以接近光速的高速度開始飛行。當在高速飛行的飛船上過了一年返回地球時,走出飛船的人會發現地球上就來過了100萬年—這樣就來到了地球上的未來。以高速係統進行的時間旅行或許隻能進入未來,卻沒有辦法回到過去。因為時間旅行並不取決於運動的方向,而隻取決於它的速度。
以接近光速的速度飛行理論上當然可以使時間變慢,但是即使再接近光速或者達到光速時間也不會為負,也就是說我們是不會回到過去的。
其次,我們實現時光旅行還需要將時空扭曲,從而有旅行的空間。在廣義相對論的支持下,時間與空間的彎曲成為可能。也就是,時空在物體巨大引力的作用下扭曲。但是僅僅這樣仍然不行,要在宇宙中兩個相距數萬乃月球上富含氦3等地球極為稀缺的資源,是人類未來的資源寶庫至數十萬億光年的點中穿越,需要捷徑,就是蟲洞。蟲洞雖然是人類實現時光旅行的捷徑,但也有兩個問題,一個是蟲洞很可能持續的時間不夠長,不足以讓飛行器穿過。