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以亚光速太空旅行10年后返回地球,会看到什么景象?

zhiyongz 3周前 (10-22) 阅读数 #星空
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在浩瀚的宇宙间,似乎每个生命都在时间的河流中漂泊,不论情愿或否,每个人都在沿着生命的长河从摇篮漂向坟墓,这条道路无法回头,也无法窥视终点。然而,倘若真的如此,那又如何?想象一下,如果我们能逆流而上,回到遥远的古代见证历史的瞬间,或是跃向未来的边陲一探个人命运的究竟,那将是何等的壮丽景象?
在许多人心中,最深沉的悲痛莫过于亲朋的离世,孩提时与祖母共度的美好时光塑造了我们的今日,许多人也许曾梦想能与祖母再度相逢,或是让祖母看到我们今日的模样。这个梦想看似遥不可及,但真的是这样吗?科学能否攻破现在与过去的隔阂?时间旅行究竟有无可能?要寻求答案,我们必须深入探究时间的本质,而这远比听上去要艰难。
我们长久以来相信时间有一个明确的方向,如同一支箭。在思考时间性质时,我们无法想象其他的可能性,这不禁令人称奇,因为关于过去与未来的差异,这并未写在基本的物理规律之中。在物理规律的底层,不论是牛顿力学还是爱因斯坦的相对论,甚至是量子物理,时间都是双向的。
想象一部地球绕太阳运转的影片,如果倒带播放,你或许难以察觉,因为正放与倒带无异。只有在观察庞大复杂的系统时,才能轻易分辨时间的流逝方向。例如,我打碎一个鸡蛋并炒熟,你可以轻易看出时间的流逝方向,但如果倒带,鸡蛋恢复原状,在现实中这显然是不可能的。这就是时间之箭,它总是向前行进,从大爆炸开始,但若物理定律对向前向后均适用,是否意味着时间旅行变成了可能?我们的生命旅程是否可以加速、减速,甚至逆转?
时光机器是否存在?俄罗斯宇航员谢尔盖·克里卡廖夫便是地球上的佼佼者,他以17000英里的时速度过了803天,远离地球的重力场,他的时间过得比我们慢,因此,他曾短暂地前往未来,跨越了48分之一秒。这听起来或许不多,但如果加速度更大,让他能以接近光速的速度旅行,那么,当他归来时,尽管对他而言仅过了12个月,地球已是10年过去。
另一台时光机器则是欧洲的大型强子对撞机,它是全球最大最快的粒子加速器。MIT的物理学教授史蒂夫·纳恩及数千名科学家利用大型强子对撞机,将原子带入时空旅行的旅程。他们利用质子,将其加速至接近光速,并使之相互碰撞。碰撞产生的次原子粒子仅存在大约十亿分之一秒,但在大型强子对撞机内,这个时间段相对于我们而言显得更为漫长。
欧洲核子研究委员会的大型强子对撞机就像一台时光机器,由于物理的奇妙性质,速度在常规状态下是正常的,但在极高速度下则存在极限。因此,在环形管道中的质子虽然以接近光速的速度前进,但无法再加速,它们的时间开始变慢,它们的时间间隔相对于我们的更长。所以,在这种意义上,环形管道中的质子是时空旅行者。
在对撞机中进行的质子时空旅行实验表明,我们同样可以迈向遥远的未来。假设一艘太空船以接近光速的速度飞向太空,执行为期十年的任务,对船上的宇航员而言,他们过了十年,但地球上却已经过了1000年。宇航员将回到一个天差地别的未来世界。前往未来的时空旅行是可行的,但这是否意味着我们可以回溯过去,实现梦寐以求的双向时间旅行呢?

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