史提芬霍金說過:雖然我行動不便 說話需要電腦的幫助,但我的思想是自由的,自由地探索宇宙及探究宇宙問題。
例如:時間是不是可以旅行?如何開啟通往過去的門?如何前往未來的捷徑?我們是否可以利用大自然的法則來操控時間?來解開這些謎團,與霍金一起了解宇宙時間之旅。
時間是否能旅行早已被科學家否定,但是我被時間迷住了,如果我有一臺時間旅行機器,我可以拜訪伽利略,他把望遠鏡指向宇宙的時候,我可以到達宇宙的盡頭。揭開宇宙的全貌,要驗證我們的想法是否可行,我們要以物理學家的眼光去研究時間,也就是第四維時空。四維時空並不難理解。所有物理性質包括我和我的椅子都是三維,任何物體都有長 寬 高。但是還一種量度單位,就是時間單位。一個人正常可以活到80歲,但是有一堆石頭可以存活很長時間,或者數千年時間。太陽系也有50億年,所有東西在時間上面都有一個長度 空間也一樣。
要進行時間旅行就要穿梭在第四維時空,比如你開一輛車在高速公路上行駛,你直行開車行駛就是其中一維空間,左轉或者右轉進行第二維空間。在彎曲的山路上爬上爬下,但來的高度變化這個就是第三維空間,那我們如何到達第四維空間呢?
我們幻想一下,一個龐大的機器能製造出第四維時空隧道,這個就是第一條時間隧道。我們可以通過這一條時間隧道到達另一個世界。這種想法並不瘋狂,因為物理學家都在考慮時間隧道。如果真的存在的話,我們命名為「蟲洞」。事實上,蟲洞就在我們身邊。只是因為蟲洞非常細小,我們看不到。蟲洞存在時空的每一個角落。也許你看到這裡的時候很難理解,請繼續看下去。
如果你看身邊任何物體,只要你隔得近都能發現小洞或者皺褶,這些基本物理法則同樣適用於時間。想桌球檯面一樣看起來光滑平整,如果拉近看就完全不一樣了,滿是滿是縫和孔。就算是光滑得像撞球 也有細小的裂痕 皺褶 瑕疵,因為這些在三維世界裡都能說明一切。如果在第四維世界裡同樣也會發生這些事情。時間中存在細小的裂痕 皺褶 瑕疵,他們非常小,他們甚至比分子小 比原子少,我們把那一區域叫量子泡沫。這個就是蟲洞的所在,他們在微型的時空隧道裡面,在這個量子的世界裡面不斷地形成——消失——再形成。連接兩個獨立地點和不同的時間,很不幸這種時空的隧道只有10的-33次方釐米的大小(普朗克長度)。不足以令人類可以通行,不過引出了蟲洞型的時間機器的概念。時間機器,概念就這樣出來了。
有些科學家認為可以把這個蟲洞擴大為數10億億倍,這樣可以通過一個人,甚至一艘太空飛船。給以足夠的動力和超前的科技或許可以在宇宙中製造出大蟲洞,一般在地球,你一端在宇宙的深處。路上蟲洞有更多的用途,如果蟲洞的兩個開口在相同的地點不同的時間,飛船可以回到以前的地球,或許恐龍們可以目睹飛船的降落。現在我覺得四維時空的概念很難理解,蟲洞的概念更加令人摸不著頭腦。
那時間旅行是不是不可能呢?我相信時間旅行,我相信通往未來的時間旅行。時間就像河流一樣流動,我們每天很多時間就這樣無情地流走。在不同的地方有不同的速度。而這也是到未來旅行的關鍵,這個概念來自100年前的愛因斯坦。他意識到可能有些地方會讓時間變得更慢,而有些地方時間會變得更快。他這個是正確的,全球的GPS定位系統,他是有31顆人造衛星系統組成的。這些衛星用於地面的衛星導航,但它們同時證明了時間在這裡走得比地球表面快,在每個太空飛行器上都有一個非常精密的鐘,無獨有偶 它們全部每天都走快十億分之三秒,系統必須糾正這個誤差,否則這個誤差會導致地面的定位系統產生每天6英裡的偏差,你可以想像一下,問題並不在於鍾,只能說明這裡你的時間比地面的時間要快。產生這種異常現象的原因在於地球的質量,愛因斯坦意識到物質會影響時間,越重的物體使時間流逝得越慢,這個重要發現和未來旅行有著重大的關係。
根據這個概念,我們來到了銀河中心。離我們26000光年之外,在大量的氣體和恆星當中隱匿著銀河系中最重的物體,一個超級黑洞擁有4百萬個太陽的質量,由於自身的重力壓縮成一點,你越是接近黑洞 重力越強,離得足夠近 甚至連光都跑不掉。以至於形成一個直徑五千萬英裡的黑球體,這樣的黑洞對於時間起著意想不到的效果。這就是一個自然產生的時間機器,我樂於想像有一天一艘飛船可以得以接近這個特別的地方,但最起碼要避免被吸進去,我想其中的技巧就在於交界處的調整 而剛好不被吸進去,他們必須有精確的航向和速度否則就出不來了,其軌道是長達3千萬英裡的圓周,但願飛船的速度可以保證其停止下墜,如果有人可以從地球上或者其它遠離黑洞的地方加以指揮,他們觀察其在軌道運行一周要用16分鐘,但對於飛船上的勇者來說 接近這樣質量的物體,船員們的時間的流動將會減一半,16分鐘一周的軌道他們感覺只用了8分鐘,每轉一周 比起遠離黑洞的人他們只感受到一半的時間,飛船和它的船員就會穿越時間,試著想一下他們繞著黑洞運行了5年,我們則會渡過十年,當他們回到地球 其它人都會比他們年長5歲,超大質量黑洞是一臺時間機器但事實上並不容易操作。
我們如何來證明這一點,宇宙有一個恆定的速度。那就是光的速度30萬千米每秒。到目前為止,沒有任何物體能超過光速。如果有能超過光速就能到達未來。位於瑞士日內瓦歐洲原子核研究委員會的世界上最大的粒子加速器,在地下深處有長達16英裡的環形管道,上萬億個微小粒子組成的粒子流,當電源打開 在不到一秒內粒子流從零加速到時速60000英裡,增大能量 粒子流變得越來越快,最終粒子流將會每秒繞管道11000圈,差不多達到光速。這樣的情況下粒子流也會穿越時間,我們得知這點因為一種壽命超短的物質「π介子」,正常情況下他們只能存在二百五十億分之一秒,當他們達到近似光速,他們的壽命延長了30倍,這些粒子真正意義上的穿越時間。就是這麼簡單 我們想要去往未來,需要跑的特別特別特別的快就可以。我想唯一可能實現的方法就是到宇宙空間去。
如果我們有一艘飛船能達到光速的速度,非常需要六年的時間全力加速,因為飛船很重。一周後它就會飛近太陽系的邊緣行星 氣態的行星如海王星,兩年之後就會加速到光速的一半,我們遠離了太陽系。再兩年後它就會達到光速的90%,而接近離我們最近的恆星系統人馬座α星系,發射四年之後 飛船開始了時間旅行,飛船上的一個小時等於地球上兩個小時,再經過二年加速飛行 飛船將達到最高速度,99%的光速在這個速度下 飛船上的一天等於地球的一整年,就是理論上在人類的壽命裡可以進行很長距離的旅行,去到銀河盡頭只需要80年,成為真正的四維時空穿梭者。
作者:科普樂享生活,歡迎大家關注,轉發,收藏,每天了解知識,樂享生活,