即便你永久都买不起一部光阴穿越机,想实现时空游览从手艺上来说也不是完全不成能的。那需要一部跑得十分十分快的机器,详细地说,速度需要接近3x108 米/秒,那个速度可以使你在眨眼间绕着地球跑好几圈。3 x108米/秒是光运动的速度,那几乎是宇宙与生俱来的速度极限。
有趣的是,当物体加速到接近光速,时间就会变慢。出于对那个现象的猎奇,物理学家曾经设想,若是让双胞胎兄弟或姐妹中的一人乘上星际飞船做太空翱翔,而另一个则留在地球上生活,成果会是如何。那就让我们设想一下那个也许会发作在遥远的将来的故事吧。假设贝丝和芭比是双胞胎,都是30岁。
贝丝是一位宇航员,而芭比则是一个新闻记者。贝丝刚刚接到一项飞翔使命,那可能会成为她一生的任务:乘坐宇宙飞船到临近的一个恒星系统去考察。芭比会为她工做的报社全程报导此次航空游览。目标地间隔地球96万亿千米,大约10光年的间隔。贝丝乘坐的宇宙飞船以光速的90%的速度运行,照此推算,从地球上动身到回到地球需要22年的时间。
在那段时间里,芭比结了婚,生了两个孩子,并且头发都变斑白了。但那段时间关于宇航员贝丝来说却是别的一番情景。当宇宙飞船以极快的速度穿越于星际时,船舱内的钟表暗暗地放慢了脚步。并非表没电了或是坏掉了,而是时间自己为飞船和飞船上的成员放慢了节拍。
然而飞翔员们本身却觉得不到丝毫的变革,关于他们来说,1分钟仍然是1分钟,并没有多出1秒钟。但在贝丝动身之后,飞船上的时间和地球上的相差越来越为v多了。子钟显示此次太空游览花了10年时间。当飞船路过冥王星时,贝丝刚好庆贺本身胜利完成使命之后,宇航员们返回了地球。
当飞船进入太阳系时,船舱里的电40岁的生日。贝丝和芭比都晓得那种时间变慢的效应会发作,但当两姐妹重逢时,她们仍然很震惊。贝丝是一位40岁的中年女子,而芭比已是迈向老年的52岁的妇人了。两姐妹不再像是双胞胎了。芭好比今已不再年轻,她把此次太空游览看做是年轻时的回忆。
而贝丝则有些茫然:22年过去了,那个世界发作了很大的变革,关于她来说,相当于颠末了10年的长途游览来到了12年后的将来。那种时空游览的创意的灵感来自于阿尔伯特•爱因斯坦的狭义相对论,该理论描述了运动给时间、间隔和量量带来的影响,更接近光速的游览将把宇航员们送到更遥远的将来,好比说1个世纪之后。
固然我们如今仍不克不及造造出能够如斯髙速运行的飞翔器,但我们仍然能从相对低速的运动物体身上察看到那种效应。科学家们曾在超音速飞机上拆上十分切确的时钟,在飞翔完毕后,他们发现时钟整整慢了1 秒钟。在爱因斯坦的广义相对论中,他预言,跟着引力的增加,时间也会变慢。
根据那个预言,有人提出如许的设想,也许我们能够操纵宇宙中具有极大引力场的天体构造,好比黑洞,帮忙年迈的白叟重返童年。