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江苏卫视《从地球出发》科普课堂:人类是否真能开启时空旅行?

2020-01-13 21:09:07  |  来源:互联网  |  编辑:趣明星  |  
[摘要]​​影视剧中经常会出现回到过去或穿越未来的剧情。这也让人不禁好奇:到了未来科技高度发达的某一天,这一切能否真能变成现实?人类是否真的能够开启一段时空旅行?江苏卫视《从地球出发》科普...


江苏卫视《从地球出发》科普课堂:人类是否真能开启时空旅行?(1)

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影视剧中经常会出现回到过去或穿越未来的剧情。这也让人不禁好奇:到了未来科技高度发达的某一天,这一切能否真能变成现实?人类是否真的能够开启一段时空旅行?

江苏卫视《从地球出发》科普课堂第二期,讲述你不知道的时空旅行。

想要去往未来?或许真的可行哦

李永乐老师和大家解释道,根据科学家们的假设,去往未来有可能实现。主要依据两种方案:一种是建立在爱因斯坦的“狭义相对论”之上。如果一个物体高速运动,它的时间流逝就会变慢。比如你坐在高速行驶的火车上,时间流逝速度就比外面要慢一点。如果你坐在一个接近光速的宇宙飞船里,时间就会变得非常慢。你感觉在宇宙飞船上只过了一年,但其实地球上已过了好几百年。此时的你再回到地球,就相当于去到未来。另一种方案是根据爱因斯坦的“广义相对论”,即:当接近一个质量特别大的天体时,时间流逝也会非常慢。

但是,人类进入的地球上的未来,实际并不是真正的未来,而是地球真的经历了那么多年。如果此时再想回到出发时那个时代,已经没可能了。也就是说,人类有可能去往未来,但却无法回到过去。

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烧脑难题“祖父悖论”:回到过去究竟能否改变故事结局?

祖父悖论是一种时间旅行的悖论,也是科幻故事中常见的主题。最先由法国科幻小说作家赫内·巴赫札维勒在他1943年的小说《不小心的旅游者》提出:回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死。

但此举动会产生矛盾的情况:你回到过去杀了你年轻的祖父,祖父死了就没有父亲,没有父亲也不会有你,那么是谁杀了祖父呢?或者看作:你的存在表示,祖父没有因你而死,那你何以杀死祖父?

这个烧脑难题该如何解释?科学家们给出了2种说法:

平行宇宙论。有物理学家认为,也许世界是由无数个平行宇宙组成的。当某人回到过去杀祖父母时,此人杀的其实是另一个宇宙的人,又或者这一举动也可以创造一个新的平行宇宙,而此人的“祖父”或“祖母”的死只会使那个平行宇宙的此人不再存在,而这个平行宇宙的此人则平安无事。

香蕉皮理论。当时间旅行者正要前去阻止父母相识时,不小心踩到一块香蕉皮摔伤住进医院,从而错过了时机,这一手法被戏称为“香蕉皮机制”。在这种机制下,时间旅行者看似能够自由行事,但每当其行为将要导致因果佯谬时,总会受到某些看似偶然的因素干扰,致使行动失败。这个情景也是《逆时旅人》所表现的。原本李耿母亲可能并不会发生车祸,她已顺利避开了第一辆车。但正因为李耿回到过去,并与母亲发生了众多联系,因此造成另一辆车穿梭时空,突然出现并撞倒母亲。

李永乐老师还补充道,“诺维科夫自洽原则”也认同这一观点,它认为:人可以回到过去,但是不能改变历史进程。由此可见,过去的事情真的是无法更改哦!

挖个洞,北京到纽约只需2500秒?

爱因斯坦-罗森桥,俗称虫洞,宇宙中存在的连接两个不同时空的狭窄隧道,是1930年爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程的时候提出的一个假设。

做个形象一点的比喻,爱因斯坦主张宇宙是一个静态、有限、无界的弯曲封闭体,就像水面与水底的关系一样。用力搅动水面时,就会形成一个漩涡状,此时你会发现水面与水底离得更近了。

而虫洞就是连接两个遥远时空的隧道,可以理解为一个时空细管,通过虫洞你可以瞬间抵达另一端,而这个另一端,可以是空间的另一端,也可以是时间的另一端,所以在理论上,虫洞提供了一种时间旅行的可能性。

李永乐老师现场举了一个例子:如果你想从北京到纽约,怎么走最近呢?普遍的想法是贴着地球表面,选一个最近的路程,乘坐飞机过去。但实际上还有个更快的方案,就是从北京打一个洞,打到纽约,然后你跳进洞里,在引力的作用下可以直接到纽约,这大概需要2500秒左右,不到一个小时。

但迄今为止,科学家们还没有直接观察到虫洞存在的证据。

黑洞与白洞:宇宙里的两大“对立”天体

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”。一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片面世。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。

“广义相对论”中,还预言了与黑洞性质完全相反的特殊天体白洞。不同于黑洞的“只进不出”,白洞是一个单向通道,它只出不进,只向外发射物质和能量,不吸收任何外部而来的辐射和物质,它的排斥力无穷大。即使是笔直的光线冲向白洞,也会被反弹回来,但人类迄今为止都还没有观测到白洞。

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