三體迷【宇宙探秘專欄】眾所周知,人類目前已知宇宙的尺度高達(dá)驚人的137億光年,這是一個(gè)什么概念?137億光年,連光也要跑137億年!換句話說,就算我們能夠以光速旅行,也需要花費(fèi)漫長(zhǎng)的137億年才能飛越整個(gè)宇宙。相比之下,人生苦短寥寥數(shù)十年,又要怎么去實(shí)現(xiàn)宇宙旅行呢? 這么一想,上帝似乎和我們玩了一個(gè)黑色幽默,但是稍微思考一下,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中忽略了一個(gè)有趣的事實(shí)——「高速運(yùn)動(dòng)下的相對(duì)論效應(yīng)」。根據(jù)狹義相對(duì)論中的時(shí)間膨脹效應(yīng),以光速運(yùn)動(dòng)的物體(比如光子),它們?cè)跁r(shí)間軸上的分量為零,即它們的時(shí)間是靜止的。我們總是條件發(fā)射地站在「地球人」的角度思考問題——「光」要跑137億年才能飛越宇宙,這137億年實(shí)際上是對(duì)于我們「地球人」來說的,對(duì)于以光速旅行的「光子」來說,它們的時(shí)間卻完全沒有流逝。 因此,假如我們能夠以光速旅行,那么旅行過程中我們的時(shí)間也就靜止了。理論上來說,我們這樣旅行到宇宙的邊緣完全不花費(fèi)任何時(shí)間,但外界的天荒地老卻依舊在進(jìn)行著。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,當(dāng)你以光速飛到半人馬α星再折返回地球時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己一點(diǎn)都沒變,而地球上的人們卻已經(jīng)老去了8.4歲。類似的場(chǎng)景,在不少科幻小說中都有過描述。因此假如我們能以光速旅行,踏遍137億光年的宇宙完全不需要花費(fèi)時(shí)間,哪里用得著一輩子。 然而,根據(jù)狹義相對(duì)論,我們是無法達(dá)到光速的: 根據(jù)上面的公式,我們可以得知,對(duì)于一個(gè)有質(zhì)量的物體,其速度不可能達(dá)到或超過光速,否則式子中的分母將會(huì)變得無意義或變成一個(gè)虛數(shù)?!竝s:光子因?yàn)闆]有靜止質(zhì)量,所以速度可以達(dá)到光速?!挂虼耍碚撋衔覀冎荒軣o限逼近光速,從而使時(shí)間無限趨于靜止: 根據(jù)上面的公式,通過簡(jiǎn)單的計(jì)算我們就知道,要用盡一生去飛越宇宙(比如你想用50年來飛越137億光年的宇宙),旅行的速度已經(jīng)無限接近光速了。 當(dāng)然,以上這些都只是在某一理論的理想狀態(tài)下的探討,人類目前完全不可能實(shí)現(xiàn)。但從這個(gè)角度上來看,上帝設(shè)計(jì)宇宙時(shí)并沒有把門鎖死將我們永遠(yuǎn)關(guān)在宇宙一隅。相信有朝一日,人類能飛出「太陽系監(jiān)獄」,將足跡踏遍浩瀚的宇宙。 |
|