第86章 时间与黑洞第2/3段
几年前,科学家大卫·芬克勒斯坦因曾经提出过一种理论,但是没有在科学界获得很大的支持。这位物理学家假设时间原子存在。这些时间原子可能表现出了它们的间断性。
对于所有人来说,时间是以同一种方式流逝吗?
爱因斯坦的理论表明答案是否定的。实际上同空间一样,时间也是相对的。
相对是什么意思呢?
即为了完整地而不是模棱两可地描述一个事件,那么这个事件就应该被放在一个参照系里。
例如,如果我与某人在路的尽头约会,那么“尽头”对另外一个人来说可能恰好是路的开端。如果我加上“在路尽头后面的广场”,那么这个“约会事件”就准确了。
带有时间因素的事情也是如此。如果我说10年过去了,那么我就必须指出,是与哪个参照系相比过去了10年。很明显,在每天的生活里没有必要拘泥于细节。
但是谁又知道将来我们会不会组织星际旅行或者与外星人交流呢?到那时,时间间隔就不再这么简单了,就会感到时间的相对性了。
一个有名的例子能够解释这一切。阿尔法和贝塔是一对30岁的孪生兄弟,都是宇航员。2000年,贝塔开始乘坐速度为每秒24万公里的太空飞船向距离地球8光年的一个星球进发。以这种速度,贝塔来回单程各需要10年时间。
事实是为了达到所要的平均速度,贝塔需要加快速度,而在到达目的地时还要减速。因为他们两个的参照系不再相同,只需改变运动方向我们就可以把阿尔法和贝塔的时间分离开来。
当贝塔在2020年回到地球上来时,将看到阿尔法庆祝50岁生日,而这时对他自己来说才刚刚过了12年,他才只有42岁。这不是一个智力测验。时间的伸缩已经被真实的表所测量到。
1971年盛顿华大学的哈费勒和美国海军天文台的理查德·基廷两位物理学家作了环球旅行,并且测量了飞机上的4座原子钟。飞机的速度无法和光的速度相比。
但是科学家们却证实捕捉到了时间的伸缩性:在旅行结束时,飞机上的钟表指示与地面上的钟表相比晚了59纳秒。
另外,高度也影响时间的流逝,爱因斯坦的理论表明由于重力的原因,时间离地面越近流逝得就越慢。实际上,在地下室里,时间流逝得要比在楼房顶层慢。
有人曾经计算过,在人的一生中,如果是住在一层的话,可以多活一微秒,当然,这对长寿来讲太微不足道了。
如果时间是一个尺度,那么为什么不能像在空间中一样前进和后退呢?
在将来和过去的时间中旅行都属于科学幻想。正如奥地利数学家库尔特·歌德尔在1949年所证实的一样,在过去的时间里旅行是不被物理学的法则所禁止的,然而条件是非常特殊的:宇宙要能够转动(这在现实中是不可能发生的),并且时间的追求者必须以大于光速71%的速度移动。
总之,菜谱是有了,但是没有配料。
正如物理学家斯蒂芬·霍金所认为的那样,这可能是自然保护自己的一种方式,同时阻止时间旅行就会避免可能带来的悖论,例如会和自己相遇或者是改变历史一类的现象。
黑洞是否真的是时间机器呢?
黑洞所提供的可能性我们就可以把阿尔法和贝塔的时间分离开来。
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