爱因斯坦:达到光速时间静止,那超过光速,时间会倒流吗?

20世纪初,还是瑞士专利局一名小职员的爱因斯坦,发表了划时代的狭义相对论和广义相对论,于是,时间、引力、光速,等一系列概念,开始被重新认知,自牛顿以来蓬勃发展的经典物理学,开始逐渐让位于现代物理学。

爱因斯坦:达到光速时间静止,那超过光速,时间会倒流吗?

在有关相对论的一系列成果中,对人类内心世界触动最大的,是相对论中关于时间的全新表述时间膨胀,它的出现证明了不同速度以及不同引力条件下,时间的流逝速度也会发生变化,通俗来说就是速度越快时间越慢,引力越强时间越慢。

爱因斯坦:达到光速时间静止,那超过光速,时间会倒流吗?

如果一个人以近光速绕地球飞一年,那么当他回到低光速运动状态中的地球上的时候,地球世界其实已经过去了10年甚至100年,具体情况要看这个人究竟有多接近光速,同理,如果这个人在黑洞周围生活一年再返回地球,那么地球上也会过去10年或者更长时间,具体情况要看黑洞的引力有多强。

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根据爱因斯坦的说法,物体运动速度向光速逼近的过程就是时间变慢的过程,而当物体的运动速度达到光速,时间对它而言就是静止状态。

因此1.5亿公里外来自太阳的光子,虽然在我们看来是飞了8分20秒左右才到达地球的,但在这群光子看来,由于自己以光速运动,时间处于静止状态,所以在它们的感知里,自己是诞生瞬间就飞到了地球。

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于是很多人沿着“接近光速时间变慢,达到光速时间静止”的思路,想到如果在达到光速时间静止的情况下进一步加速,那么在超光速的加持下,时间会不会从静止变为倒流,让人类能回到过去呢?

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关于这个问题,爱因斯坦没有给出答案,但根据狭义相对论中的质增效应,具备静止质量的物体在向光速逼近的过程中,自身的质量是会飞速增加的,越接近光速自身质量就越大,在达到光速之前物体的质量就会变成无限大。

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在质量变成无限大的情况下,想更进一步逼近光速,就需要无限大的能量来驱动,但宇宙中很明显是不存在无限大的能量的,因此达到光速首先就是不可能的,超光速就更没希望了,但这并不意味着回到过去是不可能的。

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虽然相对论认为,宇宙是三维空间+一维时间的四维时空,而且时间箭头是笔直向前无法回头的,但物理学家基普.索恩认为,相对论中的时空一体化既然包含了时间,那么虫洞就不单单是连接空间上的两点,而是同时连接了时间和空间。

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通俗来说,一个典型的虫洞连接的并不是银河系和仙女座星系,而是现在的银河系和几万年前,或者几万后的仙女座星系。根据量子力学,这种连通时间和空间的虫洞其实在量子领域中是广泛存在的,只不过人类目前技术水平不到位,暂时还无法利用。

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不过在很多科幻电影比如《蚁人2》里,确实出现了利用量子虫洞进行时间穿越的桥段,但物理学家认为,就算真正穿越回了过去,也只能做一个观察者而不能影响历史,否则就会导致时间悖论的产生。

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总体来说,穿越回过去弥补一些错误,重新选择一些新的可能,一直都是人类梦寐以求的事,物理学的发展也似乎给穿越时间带来了一些曙光。

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但不要忘了,物理学本质上就是发现宇宙规律并利用宇宙规律,换言之就是说,物理学并不是全能的,它只能在规律允许的范围内大展拳脚,如果宇宙规律的确不允许人类回到过去,那么面向过去的时间旅行也就不存在了。

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投稿时间:2021-11-23  最后更新:2022-11-28

标签:爱因斯坦   光速   时间   无限大   相对论   引力   物理学   物体   宇宙   地球

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