01.31 何为穿越时空?广义相对论篇(三)

本文承接上篇文章

如果利用广义相对论穿越到遥远未来呢?刚才我们将注意力全都集中在了一个天体上,此时我们将条件变更一下,假设广阔的宇宙中除了那个天体之外,还存在一个恒星级黑洞,二者距离相当遥远,引力影响可以忽略。

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

此时我们从天体表面乘坐无限能源飞船出发,以并不快的速度飞向黑洞(之所以速度不快,是为了忽略狭义相对论影响,因为此时的背景时空可近似看做平直时空),最后在黑洞视界附近环绕几圈,然后再启程返回天体。

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

让我们来分析一下这个过程,因为全程不考虑狭义相对论影响,因此时间差异点就在黑洞和天体这个两个引力源,由于黑洞视界附近的引力场强度要远大于天体表面,所以飞船在黑洞附近时的时间走速要远低于天体表面,因此当飞船回来后,宇航员一下飞船,会立刻被眼前的景象所震撼,因为飞船内部才过了十年,而天体上早已过去了千百年(当然了,至于是被眼前人类的先进文明科技所震撼,还是被人类灭绝后的荒无残破所惊讶,这就无从知晓了)。

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

上段所描述的时空穿越场景是非常壮观的,但可惜的是,人类目前并没有能力完成这一切。但幸运的是,虽然如此宏大的计划无法实现,但原理相同的小“操作”人类却早已实现。比如说,上世纪七十年代完成的飞机携带原子钟环绕地球飞行实验,以及我们现在每天都会用到的GPS定位,但这些实验中用到的计时工具都是原子钟,飞机或者卫星都是处于地球上空,与地面具有一定的距离,引力场强度有差异,并且这些物体还具备一定的运转速度,不严谨的来讲,这些运动速度也会带来狭义相对论效应(但本质上来讲,仍旧是广义相对论,因为背景时空是弯曲的),详情可见这篇文章

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

从刚才链接给的文章中我们可以看到,利用飞机环球航行产生的相对论时间效应是非常微小的,但小归小,原则上这些实验确实证明了相对论的正确性。

如果说我们真的想利用刚才的广义相对论效应实现穿越到未来的计划,既不像刚才第一种那样需要找个黑洞转圈(太危险了,而且黑洞距离地球也太遥远了),又不能像第二种利用飞机产生时间差,因为产生的时间都是以纳秒为单位的,实在是太少了。

如果排除这两种,还有什么办法是比较切实的呢?很遗憾,从原理上,我们要知道利用广义相对论效应,也就是任何方法都必须涉及引力,而所谓的引力,不过是时空弯曲的表现,而能引起时空弯曲的物理量,一般来说就是质量(实际上不止,这里不多作介绍),因此我们先前的两种方式中都涉及了大质量天体和小质量天体,如此说来也就是只剩下利用中等质量天体完成穿越了,但关键在于这里的中等质量去哪里找呢?太阳行吗?不行,质量太小。思来想去,总结出一点:我们所需要的中等乃至大质量天体都离我们十万八千里,依靠目前的科学技术,根本没有任何希望去抵达它们,毕竟人类目前连太阳系都出不去(旅行者一号只是冲出了太阳的日光层)。

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

思来想去,不论是狭义相对论还是广义相对论,想要实现“穿越到未来”这一目的,都需要极高的科技支撑,如果用宇宙文明等级来判断,估计只要要达到宇宙第二文明等级才能想这些穿越的事情(也就是能够利用整个太阳系的能量)。

何为穿越时空?广义相对论篇(三)

虽然这些方式带来的穿越时空的效果还是比较震撼的,但我们不要忘记这些都只能让我们穿越到遥远未来,而且实现难度还无例外都是非常的高(除非你只想穿越到很近的未来)。那么我们到底该怎么实现回到过去的理想呢?

相关内容请看下篇文章


本篇文章的内容到此结束。

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