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超过光速会看见什么?爱因斯坦:时间将开始倒流,产生祖父悖论

2024-08-12科学

光速作为宇宙中的一项规律,颇令人费解,因其速度过慢,每秒30万公里的数值,在直径达930亿光年的可观测宇宙中,显得微不足道。

然而,尽管光速于宇宙中极为迟缓,对当下人类文明而言,依旧难以企及。现阶段最快的探测器速度仅为光速的千分之一,即每秒三百公里,且该速度无法长久维持。在此情形下,莫说飞出太阳系,就连迅速抵达火星都无法实现。

在此种情形下,不少人会提及超光速,然而爱因斯坦早已证实超光速是难以实现的,确切地讲,具有质量的物体无法达到光速且超越光速,缘由在于无论是人抑或宇宙飞船,在趋近光速的进程中,其自身质量会急剧增大,最终在抵达光速前变为无穷大,而宇宙中不可能存在无穷多的能量去推动无穷大的质量继续加速,故而超光速是不可行的。

然而,爱因斯坦提出了规避光速限制的途径,即广义相对论里的时空扭曲。当我们的宇宙时空具备充分弹性时,若以特殊方式使时空折叠并形成通道,便可达成在短期内跨越数千万光年的目标。此被称作爱因斯坦—罗森桥的现象,现今则被命名为虫洞。

若不借助虫洞技术实现超光速,爱因斯坦指出,此举将引发时间逻辑破绽。鉴于速度愈快时间愈慢,于光子而言时间近乎静止,倘若超光速,则时间会逆向流转,也就是俗称的穿越时空回到往昔。

在此种情形下,一艘可超光速航行的飞船会在尚未起飞时便已降落,而倘若穿越至过去致使祖父悖论出现,那么整个时间线皆会遭到毁坏。

当下使飞船本身实现超光速的唯一途径为空间曲率驱动,其基本原理在于将空间拉伸形成一个泡泡,从理论上讲,可对物体前方的空间进行压缩,同时扩张物体后方的空间,如此一来,飞船实则是在该曲率泡中行进,故而能够不受光速的制约。

此种名为奥库比埃里的飞船,主要包含三个部分:内部的泡泡或乘客区域,该区域内时间的流逝相较一般空间更为缓慢;两个外部组成部分,其一为负能量与正能量的外壳,其二为无变化的常规空间。

然而涉及负能量则颇为棘手,缘由是广义相对论指出宏观世界中不存在负能量,其仅于量子领域有所显现,故而曲率驱动技术首要需处理的便是自微观领域汇集负能量。提及量子领域,就必然要讲到量子纠缠的超光速效应,尽管此过程本身未传递任何信息,可它确为当下仅有的两种超光速现象之一,另一种为宇宙时空自身的超光速膨胀。

【总体来看】

尽管人类文明当下距达到光速尚有漫长道路,然而现阶段的宇航速度着实已需进行革新,化学推进技术在未来定然会被可控核聚变所替代。

届时,抵达火星仅需数日,去往月球仅需数小时,整个太阳系会如同 19 世纪的地球海洋一般。乘客至多耗费半年时间,便可抵达太阳系的任何一处。