时间旅行指南(3): 爱因斯坦的时间旅行理论
既然科幻作品里反复出现时间旅行的概念,相信大家心里一定藏着两个疑问:
1. 时间旅行,在物理学上真的能实现吗?
2. 要是真能实现,为什么我们从来没见过来自未来的人?

先解答第一个问题——
时间旅行,在物理学上真的能实现吗?
这个答案,要从一个"不务正业"的专利局小职员说起。
爱因斯坦:那个"摸鱼"改变世界的男人
假设我们能穿越时空,回到1905年,会看到26岁的爱因斯坦:瑞士专利局的一名三级技术员,每天的工作就是审查各种发明专利。
这份工作听起来很无聊,但爱因斯坦却不甘心一直做这份工作,而是在办公桌抽屉里塞满了草稿纸,一有空就埋头演算。

谁也没想到,就是这些"上班摸鱼"时写的论文,竟诞生了狭义相对论——也正是这个理论,给时间旅行奠定了最初的理论基础。
这个理论里,有一个彻底颠覆我们常识的结论:时间不是绝对的,而是相对的。
什么意思呢?我们从小被教育"一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴",觉得时间就像一条河流,对所有人来说流速都是一样的。
但爱因斯坦的狭义相对论却告诉我们:时间的流速不是固定的,而是取决于你跑得够不够快。
狭义相对论:跑得越快,时间越慢
想象一下这个场景:
你有一个双胞胎哥哥,你们今年都是10岁。有一天,你哥哥坐上了一艘超级宇宙飞船,以接近光速的速度去太空旅行,在外面晃了整整一年。而你留在地球上,照常上学、写作业、过暑假。
等你哥哥回来时,神奇的事情发生了:你哥哥还是11岁,但你已经110岁了!
你的哥哥在太空中只过了一年,但你和地球却过去了100年。以你的时间作为参照,你哥哥这一年的太空之旅,不就是一场实实在在的"未来穿越"吗?
这就是狭义相对论最著名的"时间膨胀效应"——速度越快,时间越慢。当速度接近光速时,时间就会慢得像蜗牛爬。

这不是科幻脑洞,而是被科学实验反复证实的事实!
比如我们每天用的GPS导航卫星,它们在太空中飞行的速度比地面快得多。如果不考虑"时间膨胀效应",卫星上的时钟每天会比地面快大约38微秒。
这点时间听起来好像可以忽略不计,但别忘了,光速是每秒30万公里,这点时间差会让定位偏差达到好几公里。
相当于你想去家门口的便利店买冰棍,导航却把你带到了另一个城市!
所以,科学家必须不断调整卫星上的时钟,让它"走慢点",才能和地面保持同步。
你的手机导航能准确定位,背后全靠爱因斯坦的狭义相对论在撑腰。
狭义相对论告诉我们"怎么穿越到未来",但想"回到过去"怎么办?
这就要请出爱因斯坦在1915年提出的广义相对论了。
下一期继续讲。
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“时间旅行指南”往期文章:
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