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爱因斯坦相对论支持时光倒流吗?为什么霍金《时间简史》可以?

2020-12-19 08:35:01
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时光倒流、回到过去总是能提起大家的兴趣,归结起来不过是大家对过去有着太多美好的回忆,或者抱着发财的目的,带一本现代彩票中奖号码名录回去,照着买它一通!而爱因斯坦的狭义相对论对时间的描述却只说了一半,而霍金的《时间简史》又列举了好多关于回到过去的可能性,到底能实现不,如果可以,种花家就打算带着彩票号码回到过去了,哪怕是回到一天前也是极好的!

为什么说狭义相对论只说了一半?

研究过时间倒流的朋友肯定非常了解狭义相对论的钟慢效应,因它描述了一个大家非常感兴趣的现象,即在飞行器速度逐渐达到光速时,时间也逐渐变慢,当达到光速时时间停滞!

狭义相对论中的钟慢效应对时间的描述就戛然而止了,围观群众最关心的当速度达到光速并超过后的一切描述也没有了!爱因斯坦他老人家已经去世,估计各位也没有打算跟他沟通的,那么我们以现有的物理描述的现象来猜测下,超过光速后时间会怎么走!

庞加莱在1900年时提出了以来自不同坐标系间通过光速进行时间同步的本地时的概念,当然很多朋友会说庞加莱和狭义相对论有啥关系?其实这就是狭义相对论中同时性的相对性的概念,因此我们以这个光速进行时间同步的关键词来探讨。

我们先来了解下下双生子佯谬:

光速旅行者离开地球时,地球上的观测者会看到飞船上的时间越来越慢,然后渐渐停止再也不动,因为在地球观测者看来光速飞船的时间已经停滞了,但在光速飞船内的成员来看,时间并没有变化,而且在飞船内看地球观测者时也发现他们也越来越慢,最终在飞船达到光速时地球人也停滞了!

此时两边的观测者时间都停滞了,那么光速飞船如何穿越到未来呢?

假如飞船在光速飞行中,那么永远都穿越不到未来,必须要减速,停止后才能发现他穿越到了未来!庞加莱的光速同步本地时概念此时可以用上了,当减速时来自地球的光追上了飞船,减速越快,飞船乘员看到地球上的观测者也老得越快。此时飞船乘员仍然年轻,而地球观测者快速衰老,双子佯谬产生。

那么当飞船速度超过光速时会怎样呢

达到光速时飞船是骑着光锥在飞行的,当达到光速时则已经越过了光锥,根据光锥的概念来看这是达到了绝对未来,而不是绝对过去,也就是说这个超光速非但没有穿越到过去,反而可能是穿越到更遥远的未来。

时间简史中的穿越又是怎么实现的?

跟爱因斯坦比起来,霍金的脑洞开得更大一些,霍金认为虫洞(爱因斯坦罗森桥)可以穿越到过去,来个假设,比如1000光年外有一颗行星,我们用虫洞将两者瞬间连接,然后到达了1000光年外,然后再经过一个高速运动的虫洞瞬间穿越回地球的古代。

这是时间简史中描述的一个穿越到过去的一个方式,当然各位要注意下的是,虫洞是基于广义相对论中的一个限定诸多条件的解,1930年代时爱因斯坦和纳森·罗森在研究引力场方程时的一个假设条件中成立的,一个连接两个时空的隧道!

但这需要两个条件,一个是虫洞,一个是高速虫洞,似乎比狭义相对论中的光速更多了几个条件!而另一个更要命的事实是,传说中的虫洞是连接黑洞和白洞的隧道,在这假设下首先要进入黑洞,才可能到达白洞所在的时空!谁敢尝试?

不过另一个可能是有科学家相信奇异物质可是在时空中打开一个虫洞而连接两个宇宙。但就像制造曲速引擎的奇异物质一样,如果能发现这种物质的话,还是拿来研究曲速引擎吧。

狭义相对论和广义相对论为基础的时间简史都支持穿越时间,不同的是狭义相对论只能单向穿越到未来,而《时间简史》则支持双向,不过《时间简史》中还设想了平行宇宙和回到过去后、发生的事件影响未来而提出了协调历史假说和选择历史假说,有太多的脑洞设想,看上是一本科普读物,而狭义相对论和广义相对论则是彻头彻尾的科学,两者谁更具说服力,应该不言而喻,但读者更喜欢看谁的,同样也不言而喻!因此霍金应该是科普做得最好的科学家。这一点没毛病。

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