穿越時空到底可行嗎?理論物理告訴你

2020-12-05 科學認識論

穿越一直都是人類夢寐以求的願望。我們渴望回到過去彌補曾經的遺憾。但是這對於古人來說只能是遙不可及的夢想,穿越時空或許只能停留在影視劇和神話故事中。

在以牛頓為基礎的經典力學中,穿越壓根就是不可能完成的事情。因為牛頓力學告訴我們時間和空間都是絕對的,時間只能均勻地向後流逝著,時間地流逝不以人的運動速度而改變。

在牛頓力學中,速度是空間和時間的綜合度量。也就是速度等於距離(空間)除以時間,速度可以疊加也可以抵消,比如兩個人同向而行就是速度的抵消,兩個人相對而行就是速度的疊加。最明顯的實例就是當你坐在一輛火車上,當對面疾馳而過另一輛火車時,你會明顯感受到速度變快了。這是因為你把對面的火車當成參照物了,所以你感覺自己所在的火車速度就是兩個火車速度的疊加。

牛頓力學告訴我們,速度是可以疊加的,不僅對於低速的火車來說,而且對於光速來說,速度也是可以疊加的。然而19世紀後半葉,麥可遜莫雷實驗卻告訴人們:光速是不變的,也就是說你跑向光線測量的光速和遠離光線測量的光速都是不變的,這也就是19世紀那籠罩在經典物理上空的一朵烏雲。人們在疑惑,到底哪裡出錯了?不是說好的速度可以疊加的嗎,為什麼在光速問題上,任你在哪種角度觀察光速都是不變的。這個問題直到愛因斯坦的出現才出現了轉機,愛因斯坦認為既然速度是空間和時間的結合,但當你跑向光線和遠離光線觀察光速居然是不變的,而空間距離變了,但光的速度卻不變,那唯一能改變的就是時間了。 狹義相對論指出,物體的運動速度越快,其時間就過的越慢。當速度超過光速,理論上就可以穿越了。事實上,狹義相對論有一條很重要的推理,就是物體運動的速度極限是光速,無法超越。

所以通過超光速來實現時空倒流的方法在理論上並不可行!超光速會顛覆相對論的理論基礎,那麼我們也就不能通過一個被顛覆了的相對論來實現時空之旅了。

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