愛因斯坦的相對論,能否通過黑洞原理,真正實現時間穿越?

2021-01-13 騰訊網

最近幾年,各種穿越題材的影視劇十分火熱。主角們通過穿越時空回到過去或者未來,上演了一幕幕讓人驚嘆的故事。這個時候你可能會想,如果我也可以穿越到過去或者未來,我應該做點什麼呢?

世間萬物,不管是浩瀚無窮的宇宙,或者是我們身邊各種微小的事物,其實都存在於空間和時間層面。牛頓認為,時間和空間是固定的。空間應該是平坦均勻的,時間則是均勻流逝的。但是牛頓的這種概念,後來被愛因斯坦的相對論所推翻。

愛因斯坦提出的相對論,是對時空本質最精確的認識。根據相對論我們可以知道,宇宙是有時間起點的,大約是在130億年前發生宇宙大爆炸的時候。同樣,宇宙也是有終結點的,就是位於黑洞中的時空奇點。

介於時間起點和時間終點的人類,是否可以根據愛因斯坦的相對論來操控時間呢?我們是否可以實現穿越到過去,或者穿越到未來呢?

但是你是否思考過這樣一個問題?時間真的存在嗎?其實時間是十分抽象的概念,通過時間我們可以描述出物質運動或者事件發生所產生的結果。地球自轉一天的時間是24個小時,地球公轉一年的時間是365天。通過時間的計算單位,可以讓我們有一種更加直接的概念。

有這樣一個很有意思的題目,就是住在一樓的人和住在二十四樓的人,他們感覺到的時間流速一樣嗎?初聽起來,感覺這個題目有些荒唐,但是背後隱藏的真相,卻讓人陷入思考。原來,住在二十四樓的人,感覺到的時間流速更快。

我們的地球是一個非常巨大的天體,相對於住在二十四樓的人來說,住在一樓的人離地球會「更近」,所以住在一樓的人感受到的時間流速越慢。按照科學的說法就是,當我們距離一個超大質量的物體越近,時間過的越慢。反之,時間就過的越快。

月球繞著地球公轉,就是因為受到地球引力的影響。相對於月球來說,地球就是一個超大質量的物體,所以月球圍繞地球旋轉是由於超大質量物體產生的時空彎曲造成的。在電影《星際穿越》中,主角受到黑洞引力的影響實現了時間穿越。那麼我們是否也可以利用這種原理,來進行時間旅行呢?

我們先來搞清楚黑洞的原理和形成,黑洞是宇宙中十分神秘的天體。擁有巨大的引力,就連光速都無法逃脫。太陽是一顆恆星,已經燃燒了50億年,並且將會繼續燃燒50億年。假如宇宙中有像太陽一樣的恆星,但是已經燃燒進入了末期。這個時候就會發生坍縮,最後就形成了黑洞。

那麼是否可以利用黑洞的原理來實現時間旅行呢?其實根據黑洞的原理,確實有可能實現這個目的。但是目前的科學還無法實現這個技術,背後的各種理論和難題,還需要十分漫長的一段路要走。

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    蟲洞,這種由廣義相對論預言的奇特結構,是連接時空中相距遙遠的兩個區域的捷徑,因此寄託了很多人實現時空旅行的夢想。Witt等人就發表了拓撲宇宙監督原理的論文,這一原理可以認為是1969年相對論專家彭羅斯提出的「宇宙監督猜想」(cosmic censorship hypothesis)的延續。宇宙監督猜想指出,一個旋轉的帶電黑洞不可能旋轉得太快,因為巨大的旋轉角速度會讓被黑洞視界包裹的奇點裸露出來,而這是違反相對論因果性的。
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