APP下载

飞向100年后的地球!

2009-04-21

科学大众·小诺贝尔 2009年3期
关键词:时间机器机器猫光速

策划本刊编辑部

如果让你选择一个宠物,你会选择什么呢?如果让我选,我肯定选机器猫。机器猫的口袋里总会有拿不完的新奇好玩的东西,而且最神奇的是,它还可以带着大家穿梭时空,回到过去或者进入未来。

其实不仅仅机器猫有这种穿梭能力,很多电影、漫画和小说中,也经常出现时间机器。时间机器是一种能由现代到各个时代去时光旅行的装置。如果真有了时间机器你想做什么呢?是去看恐龙?还是去重新考试?……未来会变成什么样呢?人类还这么繁荣吗?还是……想要知道的事情还真不少呢!

那么,这些会实现吗?把本来不可能的事情变为可能,这就是科学的力量!让我们一起去探索人类的梦想,看看时间机器能否实现!

时间流逝在哪都一样?

时间快慢与心情有关?

你有没有感觉到,接近一个月的寒假眨眼间就过去了?但当我们在受批评的时候,时间却好像过得很慢,怎么也不肯走。这与我们的心情有关。高兴的时候,时间总是匆匆而过:不高兴时,时间总显得那么漫长!时间流逝的快慢是不是在哪里都一样呢?这个,我们还得好好测量一下!

测量时间的钟表

把家里所有的钟表都集中起来,比比它们的时间进度。不管哪个,时间走得都一样快(除非坏了)!如果要计时,一个走得准确的钟表很重要!现在有两个简单的办法可以确认钟表走得是否准确:一个是电视或电台中的报时,还有一个是12117报时电话。这两种报时方法都很准确。将家里的钟表用其中任何一种方法校对好,几天后你会发现家里所有的钟表走时都是一样的。

在影视作品中,关于时空穿梭的剧情很多。比如《寻秦记》中的主人公是穿越到了秦朝,助秦始皇统一了天下。在美国出品的电影《时间机器》中,主角年青的工程师亚历山大·哈德金乘坐自己制造的时光机器出发,却意外来到了80万年后的未来。虽然时间机器还处在幻想和探索中,但是一些有悖逻辑的问题却困扰了很多人!比如一个人乘坐时间机器,找到婴儿时期的自己,并把那个婴儿给杀死了,那又怎么会有这个人呢?

·相关链接·

目前最精准的钟表是铯钟。铯钟又叫“铯原子钟”。它利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准,去控制校准电子振荡器,进而控制钟的走动。这种钟的稳定程度很高,目前,最精准的铯原子钟达到500万年才相差1秒。

时间被稀释了?非常速度引发非常认识?

无论是哪个国家的足球比赛,半场时间都是45分钟(补时除外)。计算比赛时间用的钟表,和我们家里的钟表都是一样的。无论是打电话给远方的亲友,还是去远行,时间流逝的速度和在家里没有区别。也就是说,无论在世界的哪个地方,无论是离开地球,飞到月球或是其他行星上,时间的进度都是不变的。

17世纪的物理学家牛顿注意到这点,提出了在宇宙中的任何一处,钟表的走时都是一样的。但如果这样的话,那制造时间机器岂不是不可能实现了?

爱因斯坦的时间相对论

到了20世纪,由于科技的进步,使许多未知得以明朗化。其中,人们认识到无论怎样测量光速,其结果都是一样的。所谓“无论怎样测量”指的是,在地面上测到的光速,和在与光同向飞行的喷气飞机上测量到的结果是一致的。这有些奇怪吧?喷气飞机急速追赶,照理说光速应该变慢才对啊!

无论怎样精确测量,光速都不变,这可真令人头疼!直到爱因斯坦提出了时间相对论,这个问题才得到了很好的解决。

1905年,爱因斯坦建立了著名的时间相对论,指一件对象相对于另一对象移动的速度,会使时间加快或减慢。根据这个假设,一个移动中的时钟秒针应比一个静止平放的时钟秒针跳动得慢。这一现象称为“时间稀释”。

这样就很好理解为什么在喷气飞机上测量光速也是恒定的了。在喷气飞机上看光速,确实是变慢了,但是在喷气飞机上的钟表的时间也变慢了。所以综合一下,显示出来的光速和静止时测量的光速是一样的了。

如何制造时间机器时间进度会变慢多少?

在高速运行的交通工具中,时间的进度会变慢。那么乘坐汽车或是动车也会这样吗?答案也是肯定的,虽然只是极小程度上的,但时间的确是变慢了,只不过是我们没注意而已。日常生活中也有“时间进度发生改变”的现象出现。目前,人们乘坐的交通工具还没让我们有时间变慢的感觉,但如果今后出现了更快更高速的交通工具呢?

经过一年到达百年后的未来!

目前人类最快的交通工具是航天飞机,其速度为秒速7.7千米(时速2万8000千米)。相当于喷气客机的30倍左右。即使是这个速度,时间进度也只不过是地面上的99.999999967%。目前制造的宇宙飞船的速度,最快也只能达到这个速度的几倍,但是在未来,一定会出现更快速的宇宙飞船。

通往未来是可行的!

比方说,如果出现了秒速26万千米,即速度为86.6%光速的宇宙飞船,那飞船里的时间进度只有地球上的一半。如果是秒速29万9777千米,即99.995%光速的宇宙飞船中,时间的进度就只有1/100。乘坐这样的飞船,旅行一个月再回到地球,这时地球上已经过去了10年。而且,在此期间,飞船的旅行距离为10光年。从太阳系到离其最近的恒星,往返距离有9光年,算上绕路用去一年,正好是10光年。如果这样旅行1年的话,我们就可以达到100年后的地球。

这就是时间机器!在理论上,通往未来的时光旅行是可行的。速度越快,时间进度越慢。如果制造出接近光速的宇宙飞船,效率就会大大提高。顺便我们还能去看看其他星球的模样,可谓是一箭双雕!

我们所看到的,是它们过去的样子

遥远天体上发出的光到达地球需要一定时间。地球上看到的天体,只是其过去的模样。我们看到的月亮是1秒前的样子,太阳是8分18秒前的,木星约是33~53分钟前的(距离有变化),猎户座星云M42是1300年前的,猎犬座银河M51是2510万年前的模样。距离我们120亿光年以上的遥远银河,我们看到的是它在宇宙诞生不久时的样子。

到达未来,还能回来吗?

但是,问题并不是那么简单!对通往未来帮了大忙的相对论,这回却反过来成了绊脚石。在相对论中,没有任何物体的移动速度能比光在真空中的移动速度更快。无论我们造出怎样先进的宇宙飞船,都不可能超过真空中光的速度。这是由宇宙的性质造成的。

而且,想要回到过去更麻烦。事实上,目前还没完全搞清楚究竟怎样才能回到过去。通往未来是能够实现了,但却再也回不来了。而且,即使能回去了,却不知能否改变过去,弥补失败,这样的话,就是回去了也没什么意义。

期待科学的进一步发展!

如果这样就失望了还为时过早!科学在不断地进步,相对论的出现使原本认为是不可能的未来时光旅行在理论上成为了可能。当小读者长大成为大人的时候,说不准那时已经找到了“看到过去”和“回到过去”的方法。

虽然时间机器现在只可能实现单程旅行,但只要找到了时间倒流的方法,就一定会有人发明出能往返旅行的时间机器。

猜你喜欢

时间机器机器猫光速
香蕉船中的甜蜜岁月
香蕉船中的甜蜜岁月
书评:《时间机器》
光速有多快
机器猫闹钟
机器猫闹钟
光速有多快
把钱放入时间机器
机器猫诞生记
小制作:面塑机器猫