#走近物理 时间膨胀可以穿越未来？

为什么说时间膨胀可以穿越未来？

假设两个最初同步时钟的人，其中一人在太空中沿着不同的路径高速运动，之后再次和地球上的人相遇时，他们的时间将不再相同，你会发现地球上的时间要比前往太空中的时间快了很多，这种现象就被称为时间膨胀效应。

作为目前世界运行的主要概念，时间的流逝可以让我们量化物体的演变和运动的规律，这就使得时间一度被认为具有绝对性，甚至认为整个宇宙只有一个时间维度。

直到1905年，爱因斯坦狭义相对论的横空出世，才彻底颠覆了人类对于时间的认知。爱因斯坦指出，时间其实具有相对性，所有物体都有各自的时间，而这究竟是为什么？

假设一个人A以恒定的速度向前直行，每个脚印间的距离全部相等，当走到第20步时，刚好同时越过了两棵树，与此同时，处在不同位置上的另一个人B，也以同样的速度直线前进，由于位置不同所导致方向不同，所以他会先越过右侧的树，然后才会越过左侧的树，但对于A来说，由于无法看到B的方向，所以他认为他们是同时越过这两棵树的，而对于B来说，由于经过的顺序取决于所在的位置，B认为A的步伐短于自己，但事实上，他们所走出的速度和距离全都相等，只是由于观察的方向不同，从而产生了视角问题。假设他们以同样的方向移动，但这次B经过了一个山坡，对于A来说，B的脚步间距似乎缩短了，方向和表面的不同都会使其各自感觉对方的步伐缩短，而这便是基本的视觉透视原理。

爱因斯坦认为，宇宙是一个复杂思维曲面的时空结构，如果我们将时空想象成二维切片，所有物体的时间都会随着运动而流逝，宇宙中每个物体都具有两个运动轴，一个为时间轴，另一个则是与其相垂直的空间轴。假设在时空中，有一个苹果与我们做同向同速的移动，它看起来就如同静止状态，如果苹果与我们的方向不同，其位置在空间轴上发生了变化，这就是所谓的速度，苹果也就处于了所谓的运动状态，而我们和苹果之间的速度差就是时间轨迹的角度。对于我们来说，如果两个事件同时发生，那么对于其他不同方向的人而言，就并非如此。由于每个物体空间轴的不同，使其各自都有着不同的时空感知，当我们观察到一个物体在运动时，如果能从不同的角度来感知它的时间轴，那么它的时间也会以不同的速度流逝，这便是时间膨胀效应，即时间并非永恒不变，而是在某些情况下影响了时间的流速。那么，为什么在星际穿越中，仅仅执行两年太空任务的库珀会比自己的女儿更加年轻？

假设有两个相同年龄的人，一个人留在了地球上，另一个人乘坐飞船在太空中高速前行，当我们将两人的运动轨迹展开便会发现，由于飞船在时空中行驶了很长的距离，经过的路径远远大于留在地球上的人，在弯曲的时空中产生了时间膨胀效应，从而使飞船的相对时间变慢，当他返回地球后，就会比留在地球上的人更年轻。

而在极端的情况下，时空的斜度甚至处于垂直状态，当物体在这里移动时，这里的时间似乎处于静止状态，这便是黑洞事件的视界原理。

在空间中所有的物体都可以随意加速改变方向，但其运动的轨迹却被限制在了由时间形成的光锥之内，迫使物体只能从过去走向未来，并永远无法回头，对于同一个物体而言，其运动的速度越快，或者所处的引力场越强，都会使其经历的时间变得越慢，从而在理论上能够实现穿越未来，但却永远无法穿越过去。其实，在时间膨胀效应中，所谓时间的相对性，都是相对于别人，而并非自己。