超过光速会看见什么 爱因斯坦:时间将开始倒流 产生祖父悖论
光速,宇宙中最令人费解的规律之一。然而,每秒30万公里的光速在直径930亿光年的可观测宇宙中微不足道。尽管光速在宇宙中如此缓慢,对人类文明来说却是无法企及的。目前最快的探测器速度也只是光速的千分之一,即每秒300公里,并且无法长时间保持。在这样的速度下,甚至无法到达火星,更别说离开太阳系了。
针对这种局面,不少人考虑超光速的可能性。然而,爱因斯坦早已证实了超光速的不可行性。准确地说,有质量的物体无法达到光速,更别说超越它了。因为当人或宇宙飞船接近光速时,其质量会迅速增加,直到达到无限大,而宇宙中没有无限多的能源来推动质量进一步加速。因此,超光速是不可能实现的。
爱因斯坦也提出了绕过光速限制的方法,即广义相对论中的时空扭曲。在我们宇宙中充满弹性的时空中,如果我们能够通过特殊手段将时空折叠形成通道,就能够在短时间内跨越千万光年。这种现象被称为虫洞,也被称为爱因斯坦-罗森桥。
如果没有利用虫洞技术而超越光速,据爱因斯坦认为,将会引发时间逻辑的漏洞。因为当速度越快,时间流逝越慢,对光子而言,时间是静止的。而如果超越光速,时间将会逆流,也就是所谓的时空回溯。
在这种情况下,一艘超光速飞行的飞船将在起飞之前就到达目的地,甚至更严重的是,如果引发类似祖父悖论的时空穿越,整个时间线都将被破坏。
目前唯一让飞船本身超光速的方法是利用空间曲率驱动。基本原理是将空间拉伸成一个泡泡,在理论上压缩物体前方的空间,并扩大物体后方的空间,使得飞船实际上是在这个曲率泡内移动,从而可以无视光速的限制。
这种被称为奥库比埃里飞船的装置由三部分组成:内部是泡泡或乘客空间,时间在其中流逝得更慢;外部有负能量和正能量的壳,以及没有变化的正常空间。
涉及到负能量就变得复杂了。广义相对论认为宏观世界中不存在负能量,它只在量子领域中有所踪迹。因此,曲率驱动技术首先需要解决的问题是如何从微观领域收集负能量。提及量子领域,就不得不提到量子纠缠的超光速效应,尽管这个过程本身不传递任何信息,但它确实是目前已知的唯一超光速现象之一,另一个是宇宙本身的超光速膨胀。
尽管人类文明距离光速还有很长的路要走,但目前的宇航速度已经到了需要革新的阶段。化学推进技术将来必将被可控核聚变所取代。到那时,前往火星只需几天时间,前往月球也只需几小时。整个太阳系将成为我们探索的领域,就像19世纪的地球海洋一样。乘客们最多只需半年的时间就能抵达太阳系的任何一个角落。
尽管光速对人类来说仍然是一个无法企及的目标,但我们在探索超光速的可能性方面取得了一些进展。虽然超光速本身是不可行的,但通过利用爱因斯坦的相对论,我们可以找到绕过光速限制的方法,如虫洞和空间曲率驱动。这些概念为我们提供了一种思考超光速旅行的框架,尽管目前还存在许多技术和理论上的挑战。
无论如何,在不断前进的科学和技术的推动下,人类对于超光速旅行的梦想或许有望成为现实。尽管目前的探索还处于初级阶段,但这些努力为我们揭示了宇宙中的奥秘,并推动了人类文明的进步。在未来的某一天,我们也许能够超越光速,开启全新的宇宙探索时代。
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