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時光機(jī)迷

時間:2015年12月22日 信息來源:湘智離心機(jī) 字體: 打印此頁

   許多天文學(xué)家都聲稱,地球之外肯定存在外星生命。但是,當(dāng)被問起人類究竟何時能夠發(fā)現(xiàn)外星生命時,他們又表示可能性很小。近期的一些發(fā)現(xiàn)似乎又讓許多激進(jìn)的人看到了尋找外星生命的希望。從概率的觀點看,我們發(fā)現(xiàn)的恒星越多,行星也就越多,因此外星生命存在的可能性就越大。不久前,美國宇航局發(fā)布了一項爭議性的發(fā)現(xiàn),即一種細(xì)菌可以用砷來代替磷作為自己的DNA組成物質(zhì),而砷則對于大多數(shù)生命都是有毒的。這一發(fā)現(xiàn)引起了廣泛的爭論,因為此前難以想象生命竟然如此多樣化?!八褜ね庑侵悄堋庇媱澷Y深天文學(xué)家塞斯-什斯塔克表示,“無論身處何地,生命總能找到東西吃?!?

 如果真的存在外星生命,那么以目前的情形看,與他們的通信或者去拜訪他們,將面臨重重困難。因為最不樂觀的就是速度問題。近年來,科學(xué)家們也一直在致力于超光速的研究。相對于理想中的“超光速”,現(xiàn)有的旅行速度太慢了。貝勒大學(xué)物理學(xué)教授杰拉德-克利弗爾認(rèn)為,在“量子糾纏”現(xiàn)象中,信息的傳播速度似乎比光速快。2007年和2008年的兩次實驗表明,“量子糾纏”的速度至少是光速的1萬倍。未來實現(xiàn)超光速的方法可能是跳躍到多維空間中,不過這種方法目前我們還無法理解。美國宇航局突破推進(jìn)物理學(xué)計劃前負(fù)責(zé)人馬克-米利斯現(xiàn)致力于研究星際旅行,他表示,“肯定還有我們沒發(fā)現(xiàn)的物理學(xué)領(lǐng)域。”米利斯舉例指出,暗物質(zhì)和暗能量或許能夠為我們帶來曙光。

  由于突破光速極限至今未能得到真正實現(xiàn),穿越時光旅行似乎更加難以想象。愛因斯坦告訴我們,時光流逝是相對的。距離巨大物體(如地球)中心越遠(yuǎn),時間過得越快?!】茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),一個物體越接近光速,時間對它來說就會越慢。因此,一部時光機(jī)器就可以簡化為一臺巨大的離心機(jī),這部離心機(jī)可以讓一個人以接近光速旋轉(zhuǎn)。不過,美國查普曼大學(xué)量子研究中心主任杰夫-托拉卡森認(rèn)為,這種方式有可能讓離心機(jī)內(nèi)的那個人四分五裂。美國亞利桑那大學(xué)宇宙學(xué)家保羅-戴維斯表示,“要想實現(xiàn)時光旅行,這只是資金和工程學(xué)的問題。人類總有一天會邁出這一大步?!?/P>

自從有了愛因斯坦的廣義相對論以來,時光機(jī)器成了物理學(xué)家的一個嚴(yán)肅的研究對象。在此之前,科幻小說作者赫伯特·喬治·威爾斯在1895年寫了一部小說《時光機(jī)器》,小說的主角是一個業(yè)余發(fā)明家,發(fā)明了一部可以在時間中旅行的機(jī)器。將時間看成第四維:如同我們可以從空間的一點走到另一點,時光機(jī)器可以幫助他從一個時間走到另一個時間,既可以走到未來,也可以回到過去。

在物理學(xué)中,走向未來并不困難,因為我們每個人都在走向未來。問題是,我們能不能在有生之年走向遙遠(yuǎn)的、超過我們壽命的未來?這在狹義相對論中也不困難。所謂的雙生子佯謬,說的就是這種可以發(fā)生的事,只要我們乘上速度接近光速的飛船,飛完一圈后回到地球,我們就會發(fā)現(xiàn)本來和我們同時的人比我們老很多,甚至不存在了,這是相對論時間縮短效應(yīng),我們的時鐘相對地球的時鐘變慢了,從而我們也顯得年輕了(我們身體內(nèi)部的一切過程都變慢了)。引力場也會起到同樣的作用,假如我們能夠到一個黑洞的邊緣旅行一次再回來,也能在有生之年走到遙遠(yuǎn)的未來。當(dāng)然,現(xiàn)代技術(shù)還不能夠?qū)崿F(xiàn)這個理論上是可能的事。

不過,在愛因斯坦的理論中,時空彎曲是物質(zhì)引起的,就像電磁場的存在是電荷和電流引起的一樣。愛因斯坦的方程到底允許不允許類時閉合線的存在?在非常特殊的情況下,的確可以,例如在一個旋轉(zhuǎn)的黑洞內(nèi)部。就存在類時閉合線。有些人認(rèn)為,當(dāng)我們將量子力學(xué)的效應(yīng)包括進(jìn)來的時候,類時閉合線就不再存在了,也就不會發(fā)生前面提到的荒誕的事件。

與時間旅行相反,即使是愛因斯坦的理論也不允許蟲洞的存在。當(dāng)然,現(xiàn)在還沒有人能夠嚴(yán)格證明這一點,但人們在研究方程的時候常常發(fā)現(xiàn)負(fù)能量才能夠產(chǎn)生蟲洞。蟲洞如果存在,也能夠被利用制造時光機(jī)器。將蟲洞的一個出口相對另一個出口加速繞一圈再回來,就能形成時光機(jī)器了





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