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去往未来的5种方法

2016-11-26赵子宁

山海经 2016年20期
关键词:物理学家引力霍金

文/赵子宁

去往未来的5种方法

文/赵子宁

2009年6月,英国著名物理学家史蒂芬·霍金举办了一场“时间旅行者”的聚会。这是一次特别奇怪的聚会,因为霍金是在聚会结束一年后才发出请柬,所以只有来自“未来”的宾客才能知道这次聚会的举办地和时间,也就是说霍金邀请的宾客来自未来。但直至聚会结束,也没有任何客人出现。

霍金称,爱因斯坦的广义相对论认为扭曲的时空可以让人回到过去,但时空扭曲产生的辐射可能毁掉太空船甚至时空本身。通过这次实验,霍金认为人们要想回到过去的时空旅行是不太可能的。即使有可能,也要等到人类发明出真正穿越时空的时间机器。

看来,回到过去是不可能了,那么去往未来世界呢?在科学上,有几种方法或许能让我们快速进入未来世界。

1.改变速度——极速前进

这是去往遥远未来的最容易和最实用的方式——达到相当相当快的速度。因为根据爱因斯坦的狭义相对论,当你以接近光的速度行驶时,你相对于外界的时间就会慢下来。当你如此快速到达某个地方后,你会发现你只用了几个小时的时间,目的地已经是几十年之后了。

这不是一个猜想或思想实验,因为已经有人做过类似的实验了。物理学家利用两个原子时钟(一个放在一架喷气式飞机上,另一个则在地面上),证明了喷气式飞机上的那个“飞行的原子时钟”运行得相对慢些。飞机上相对于地面流逝的时间慢,就意味着飞机上的人降落后穿越了一点点未来。

当然,在飞机飞行的条件下,时间变慢的效果是微不足道的。但是如果你是在一艘宇宙飞船中,以90%的光速行驶,你所经历时间会比地球上的时间慢2.6倍。

2.假死,暂停你的生命

另一种通向未来的方法就是暂停你的身体生命,然后在未来重新启动。在自然界中,细菌的孢子可以在假死状态下生存数百万年,直到当温度、湿度等条件适宜时,才再次启动新陈代谢,顽强复苏。一些哺乳动物,如熊和松鼠,也可以在冬眠期间减慢新陈代谢,大大减少它们对食物和氧气的需求。

那么,人类也能这样做吗?想要完全停止人类的新陈代谢,可能远远超出了我们目前的技术能力。不过一些科学家正在研究如何使人类进入短期的“冬眠状态”,至少可以持续维持几个小时。

2005年,美国科学家将小鼠(不冬眠动物)暴露于小剂量的硫化氢中,发现它们的新陈代谢减缓了,因为硫化氢会和细胞受体中的氧结合。实验结果是小鼠的体温下降到13℃,代谢速率下降了10倍。6个小时后,小鼠可以复活,并没有出现任何不良影响。接着,科学家使用同样方法对绵羊和猪进行相似的实验,然而实验失败了,说明这种方法可能不适合体型较大的动物。

此外,还有另一种减缓新陈代谢的方法,即用低温的生理盐水溶液代替血液,诱导动物出现“低温休眠态”。美国宾夕法尼亚州的匹兹堡市的学者曾在猪的身上成功实验,目前正在进行人体临床试验。

3.引力越强时间就越慢

这个方法也受到了爱因斯坦的启发。根据他的广义相对论,如果你感觉到的引力越强,时间走得就越慢。例如,当你靠近地球的中心,引力的强度会增加。你脚部所用的时间就会比你的头部要慢(脚部的引力更强)。

其实这种方法也被实验过了。2010年,美国国家标准与技术研究所(NIST)的物理学家将两个原子时钟放在货架上,其中一个的位置比另一个的高出33厘米,然后测量它们滴答作响的速率。结果发现,这两个原子时钟行走的速率是不同的,位置较低时钟因为引力略强,所以它走得慢些。如果要去往遥远的未来,我们则需要的是一个引力非常强大的区域,比如黑洞。

4.利用光束

最后一种方法,是由美国物理学家罗恩·马利特提出的。马利特认为,如果空间能被足够的外力扭曲,那么时间也能扭曲成圈,这样我们就能时间旅行了。

他的灵感是利用光,制造一个以光为基础的时间机器来激活和扭曲时间的结构。不过,他的想法并没有得到物理学界其他科学家的认同。

5.时空虫洞——能否穿越时空

利用虫洞实现时空穿越是科幻小说中最常见的场景了,而广义相对论也说明了宇宙中可能存在的“捷径”,物体通过捷径可以在瞬间进行时空转移,这条捷径就是虫洞。

1916年,奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出虫洞这个概念,目前,还没有实验证据表明虫洞的真实存在,“虫洞”仍是一种假设,但科学的进步离不开大胆的假设。

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