时间扭曲之谜

★时间扭曲之谜

“时间旅行是可行的，而且我们知道如何去完成它。”保罗·戴维斯，这位或许是继斯蒂芬·霍金之后最知名著名的物理学家这样说。人们如何才能进行时间旅行呢？“相对论为我们提供了在未来的时光中旅行的两种方法。一个是以高速进行的运动，由于这种运动而造成的时间扭曲，狭义相对论对此做出了解释。如果我们有一艘速度达到光速99.99999%的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关，也是爱因斯坦理论的一个直接结果。孪生兄弟中的哥哥以接近光速开始其太空旅行，而弟弟留在家里。哥哥到达10光年以外的目的地之后立即以同样的速度返航。

对于留在地球上的弟弟来说，时光流逝了20年，也就是哥哥以近光速旅行所花去的时间。但对于旅行中的哥哥来说，时光流逝的速度却要慢得多。事实上，相对论告诉我们，时间会随着速度的增加而放慢步伐。对于哥哥来说时间仅仅过去了3年，当他回到地球上时，就会发现自己已经跨进了17年后的未来时光中。按照依照这些理论，人们能够以极接近光速的速度旅行，但实际上事实上真的可以达到这么高的速度吗？在这方面没有是没有任何禁区的，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9%，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。因此，只要我们拥有必要的资本就可以向未来出发？“我不排除我们能做到这一点的可能，因为在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。”“保罗·戴维斯说。这实际上成了一个政治问题：做出对太空进行必要的技术研究和开发的决定，以便使人类能够利用宇宙中大量的能源。但是还有另外一个重要的问题：以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来但却没有办法回来。事实上，假如我们的超级宇宙飞船到达了公元3000年后再返航，有可能只会在地球的未来时光中又跨出了一大步。”这是因那么相对论提供的另一为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。

个时间旅行的方法又是什么？

“这个方法就是爱因斯坦在1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中就包含了重力对时光产生的多种效应。而新理论中令人惊讶的结论就在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年就可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个太空中的时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了能在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星就是那些在耗尽自身的燃料之后，又由于受到自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量却仍然维持在一个很高的水平；其中有一些中子星仅比地球上的一座城市略大一点儿，但其质量却甚至超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得很多的时间扭曲：中子星上的7年就相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样的一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗）就会能在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何才能造出一艘能够抵抗中子星附近的那些极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。”假如我们想进入过去的时光中呢？“相对论也允许在过去的时光中旅行。对于广义相对论来说，时空甚至可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此所以我们可以在时间和空间中创造出‘封闭曲线’。而第一个勾划出封闭时间曲线的人是爱因斯坦的一个朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。他在解算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。不过他解出的方程式答案的前提是需要假定宇宙处于旋转状态，而今天人们却都认为宇宙并不是不旋转的。但他的功劳是在于证明了相对论并不排除物质的一个粒子，从理论上也包括了人类，可以到达过去的时光以及从将来的时光中返回。”

事实上，戈德尔曾写道：“乘座一艘飞船沿着一条足够宽广的航线往返旅行，我们就可以到达过去、现在以及未来时光中的任一个地区区间并返回。”在看完朋友的解方程式的结果后，爱因斯坦也承认，在构思广义相对论的过程中，这种时空中存在可以让人回到过去的封闭曲线的可能性曾经也折磨了他很久。

但是戈德尔的想法建立在一个错误的前提上，即宇宙是旋转的。这样的话，我们又该如何进入到过去的时光中呢？

“但是戈德尔提出的旋转说法并不是我们拜访祖先的惟一手段。最新的理论当中就有个‘虫洞’说，这是给黑洞起名的美国天文物理学家约翰·维勒提出来的。虫洞是空间结构中的某一条捷径，它可以在光到达之前将把两个相距非常遥远的点联接起来，因此这也不失为是通过一条捷径进入过去时光的一个方法。”

光速实际上是一个无法逾越的极限，任何物体，甚至包括信息也无法以更快的速度运动。所以，如果我们能够抢先在出发地的信息到来之前就到达某个地方，那我们就可以说已经完成了一个进人过去时光的旅行，这是因为我们刚到目的地不久，我们的过去才会追上现在的我们，或者更精确地说，是我们出发时那个时刻的信息追上了我们。可是如果信息是以光速旅行，我们又能如何在它之前到达某个地点呢？我们在走一条光不认识的捷径，走选择更短的路。这就是虫洞的含义所在：它是联结宇宙中两点的、光无法通行的捷径。但是我们能随心所欲地制造虫洞吗？