在科幻電影《奇異博士》中,奇異博士掌握了超凡魔力,擁有能夠在不同時空中穿越的能力。
時空穿越是人們一直以來的夢想,也是科幻小說和電影中經(jīng)常出現(xiàn)的情節(jié)。當然,現(xiàn)在人們還沒有掌握時空穿越技術,不過這并不妨礙科學家、小說家進行幻想和構(gòu)思。
這次,就讓我們?nèi)チ私庖幌驴茖W家提出的5種時空穿越方法。也許在未來,我們真的可以憑借這些方法穿越時空。
1制造時間旅行機器
關于時間旅行的科幻作品非常多,比如《回到未來》《終結(jié)者》《時間機器》,等等。
愛因斯坦在相對論中提出,時空是交織在一起的四維空間,其形狀和結(jié)構(gòu)受到物體的質(zhì)量、速度和位置等影響。物體在高速運動時或者在強重力場中,就會造成時間扭曲,也就是說,時間會流逝得更快或更慢,這就是時間彎曲理論。
有人據(jù)此提出,可以通過控制物體運動速度或者重力場來實現(xiàn)時間旅行,回到過去或者前往未來。他們還提出了兩種時間機器:
1.機械式時間機器
如果我們能夠制作出一個巨大的機器,并讓這個機器在高速運動中產(chǎn)生巨大的重力場,那么就能扭曲時間,從而實現(xiàn)時間旅行。
2.相對論時間機器
相對論時間機器是通過控制物體的運動速度和方向來扭曲時間。根據(jù)這個設想,假如一個物體的運動速度非??欤蜁绊憰r空,從而實現(xiàn)時間扭曲。
2超光速時空旅行
在《超光速引擎》《超光速》《星球大戰(zhàn)》《奇點》等多部科幻電影里,都有超光速旅行的情節(jié)。
光速是指光波或電磁波在真空的傳播速度,為每秒299,792,458米,即約合每秒30萬千米。在相對論中,對于時間和光速,愛因斯坦提出了一系列理論,包括真空中的光速是目前所發(fā)現(xiàn)的自然界物體運動的最大速度,任何物體的速度都不能超過光速;隨著物體運動速度的增快,時間的流逝會變慢。當然,關于速度和時間的關系,相對論中還有其他的描述,我們暫且不去介紹,等讀者朋友們將來學習到更多的知識就會明白。
有人根據(jù)相對論推算,物體速度達到光速時,相對時間將變?yōu)榱?。那么,物體速度超過光速,是不是就會實現(xiàn)時間倒流呢?人們又能通過什么方法來實現(xiàn)超光速呢?
一種設想是采用曲率驅(qū)動器,它可以通過控制物體周圍的空間曲率來實現(xiàn)超光速運動。我們可以用一種比較形象的方式來想象曲率驅(qū)動器的原理:前方有一個巨大的恒星,會將物體“吸”過去,從而使物體的速度大大加快。
3尋找蟲洞
在不少科幻作品,如《星際穿越》《反物質(zhì)危機》《星際之門》中,未來的人們利用蟲洞進行了時空旅行。
蟲洞是什么?它又叫作時空洞,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。1916年,奧地利物理學家弗萊姆首次提出蟲洞的概念;1930年,愛因斯坦和羅森在研究時空時認為,通過蟲洞可以進行時空轉(zhuǎn)移。
宇宙中真的存在蟲洞嗎?未來人類可以制造出人工蟲洞嗎?有人認為,蟲洞在宇宙中是無處不在但轉(zhuǎn)瞬即逝的。然而截止目前,科學家還沒有觀察到真實的蟲洞。
4黑洞旅行
出現(xiàn)黑洞的科幻作品數(shù)不勝數(shù),如《星際效應》《超時空接觸》《黑洞表面》《星際迷航》。
黑洞聽起來很神秘,其實它就是存在于宇宙空間中的一種天體,因為黑洞的引力極其強大,能將光線吸引住,就好像一個黑色洞一樣,因此而得名。在2019年4月10日,科學家公布了首張黑洞照片。2022年5月12日,科學家發(fā)布了銀河系中心的黑洞—— 人馬座A*的照片。
有人認為,利用黑洞的強大引力和時空扭曲能力,我們可以實現(xiàn)時空旅行。假如未來的人們能夠找到超級質(zhì)量的黑洞,也許可以將物體送入黑洞內(nèi)部,從而實現(xiàn)時空穿越。甚至有人認為,未來可以人工制造微型黑洞,將微型黑洞放置在合適位置,并控制物體的運動方向和速度,就可以實現(xiàn)黑洞旅行。
5穿越平行宇宙
通常所說的平行宇宙,一般是指我們生活的宇宙之外,還可能存在著類似的其他宇宙。在《蝴蝶效應》《時空罪惡》《源代碼》等科幻電影之中,都有關于平行宇宙的想象。
平行宇宙的概念,來自于量子力學的科學發(fā)現(xiàn)。在20世紀50年代,物理學家在觀察量子的時候發(fā)現(xiàn),每次觀察,量子的狀態(tài)都不相同。他們據(jù)此推測,既然每個量子都有不同的狀態(tài),那么我們身邊可能存在著多個類似的平行宇宙。
是否真的存在無數(shù)個平行宇宙呢?每個平行宇宙與我們所在的宇宙又有什么差異呢?通過進入平行宇宙,我們就可以實現(xiàn)時空穿越了嗎?這些充滿幻想的問題,等著小讀者去回答。