书城科普小学生最想知道的100个为什么:科学的秘密
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第29章 时空旅行是可能的吗?如果是的话,要怎样做?

贝丝的飞船将以光速的90%的速度行驶。所以,要到达那里再返回地球的话,估计需要长达22年多的时间。在这段岁月里,记者鲍伯结了婚,长了10磅肉,养育了两个孩子,头上还增还是大吃了一惊。贝丝四十岁,但鲍伯已经五十二岁了。这对双胞胎看上去不再那么相像了。鲍伯发现太空旅行就像是年轻之源,自己被远远落在了后面。贝丝则感到很迷惑:22年过去了,她回到了地球,发现这里有着很大的变化。事实上,她去未来旅行了12年。

时空旅行的想法是以爱因斯坦的相对论为基础,阐述了时间、距离和质量是如何受运动影响的。航行的速度与光速越接近,就会将旅行者带到更遥远的未来。虽然要制造这么快速的飞船几乎是不太可能的,但在比光速要慢许多的速度下,我们还是看到了它对时间的作用。比如,超音速飞机上安装的非常精确的钟表,会比实际要慢上一秒钟。

在相对论中,爱因斯坦预测到,逐渐增大的万有引力同样会让时间变慢。所以,有人推断,人类可以利用宇宙中那些有着巨大引力的自然结构,比如黑洞,让旅行者回到过去。

添了几缕银丝。

但是对于宇航员贝丝来讲,情况又大不一样了。随着飞船以极高的速度寂静地在太空中穿梭,上面的钟表开始比地球上那些走得慢了。并不是表出了什么问题,而是对于飞船和船上的人来说,时间本身变慢了。

不过,他们并没有感觉到什么不同。一分钟还是一分钟,不会变成一个小时。只是随着时间每分每秒的流逝,贝丝和她的伙伴们渐渐与地球上的时间变得不同步了。

任务圆满成功,飞船准备返航。当他们临近我们的太阳系时,飞船上的表已经慢了将近10年。在穿过海王星时,贝丝在飞船上庆祝了她的40岁生日。

贝丝和鲍伯事先都知道会发生时间变慢的情况。但是当他们见到彼此时,朱尔斯·维恩旅行公司从公元前8年的25日(周一)到27日(周三),我们为您登记好了罗马的掠劫。然后您可以到1969年的伍德斯托克随便住上一晚,最后请您参加选举制之夜,回来时顺便告诉我们谁将成为下一个总统。

美国大部分高速公路的限速是每小时55到65英里。在宇宙的真空状态下同样有着速度的极限——每小时669,600,000英里。

这个速度就是光速。科学家通常用秒来计算它。光每秒钟可以前进186,000英里。光是由光子组成的,它们在以这样一个不可思议的速度迅速移动。

科学家把光子叫做“粒子”,不过它们是一种相当特殊的粒子。因为没有静质量,光子在一般概念中是没有重量的。我们很难想象一个没有实体的纯能源,而光子恰恰就是这样。

拿我们认为速度很快的物体,去和光子惊人的速度作比较的话,会得到一个非常有趣的结果。

以开拓者号航天火箭为例,当它离开太阳系,穿梭在太空中的茫茫黑暗之间时,速度可以达到每秒37英里。这个成绩相当不错:从纽约到圣弗朗西斯科只需花上一分半钟。但是与光子的每秒186,000英里相比的话,就跟蜗牛爬行没什么两样了。