当前位置: 华文问答 > 科学

回顾:相对论错误,时间不存在?莫非宇宙早已终结,我们活在过程里?

2024-06-15科学

如果一个人不知道爱因斯坦的相对论,那么在他的眼里,时间是不会变的。

可是当人走进了爱因斯坦的世界,那么一切都将发生改变。

时间真的是一样的吗?

时间究竟是什么?它对待每个物质都会是公平的吗?

如果知道了时间的本质,我们就会发现,所有的物质,都慢了宇宙一步。

宇宙的结局早已经书写好,我们看到的是过程。

宇宙的结局早已经注定

时间与运动

小时候老师经常教育大家, 珍惜时间 ,时间对于每个人是公平的,它不会快也不会慢,你在贪玩的时候别人在学习。

但是,当学习了 爱因斯坦的狭义相对论 之后,这句话或许就是错误的了。

时间可不是对谁都公平, 它的快慢取决于运动的速度

老师的那句话对,但是不完全对, 在地球宏观的物质中,时间的确是相同的 ,但是在运动体系里面,那就是另外一回事了。

时间或许并不一定公平

1971年,美国的两架战斗机做过这样一个实验。

它们装有 当时世界上最精确的铯原子钟 ,可以记录下 纳秒之间的误差

1纳秒等于10亿分之一秒 ,可想这是多么精确。

这两架战斗机 一架向东 ,飞跃大西洋到达伦敦; 一架向西 ,飞跃太平洋和亚欧大陆到达伦敦。

很显然,向西的飞机要比向东的飞机飞行更久。

当然,他们 在出发点还放了另外两台铯原子钟 ,它们没有运动,静止在原地。

精确的铯原子钟

实验结果显示,向东的铯原子钟比原地的慢了 59纳秒 ,向西的铯原子比原地的慢了 273纳秒

就算时候科学家们 排除了地球自转的影响 ,最终的结果是, 两个铯原子钟都比静止地慢了一些

结合爱因斯坦的奇迹理论—— 时间膨胀 ,可以判定出,越快的物体,它的时间会越慢。

所以,当你和同学 处于两个不同的运动体系内 ,具有不同的运动速度之后, 时间对于你们二人并不公平

由此,这展开了天文学上最经典的假说,宇宙已经被设计好,所有物质都在追逐宇宙的脚步,包括我们,其实是活在宇宙的过程中。

时间膨胀

宇宙的速度

宇宙起源于一场大爆炸,根据爱因斯坦质能方程可以知道, 质量可以转化为能量 ,那么 能量也可以转化为质量

我们的宇宙就是后者, 大爆炸产生的巨大能量产生了质量 ,它们最初是微观的粒子,经过大约 1亿年的聚合 ,最终诞生了第一批天体。

大爆炸的能量也在驱使空间发生膨胀, 这个膨胀速度超过了光速

因此,天文望远镜所探测到的宇宙 930亿光年的直径 不是宇宙的真实大小 ,而是可视范围,也就是光能达到的地方。

可视宇宙示意图

真正的宇宙边际,光还没有去往那里,我们看不见,但是我们不能否认不存在。

天文学上称呼的宇宙,严格意义上叫做 「可视宇宙」

于是,宇宙和宇宙内的物质, 处在了两个不同的时间体系内

按照宇宙的时间线,它可能还在继续膨胀,可能已经完成了膨胀,不管处于哪个状态,它的速度都比一切物质快,包括光。

人类也算是宇宙的物质, 我们正处于在已经完成的道路上行走 ,我们所处的空间,是宇宙曾经走过和开辟的路。

宇宙膨胀

这就是天文学上的 「宿命论」 ,即宇宙中任何物质的终点都已经确定,所谓的时间,只不过是走向宿命的过程。

这就陷入了一场矛盾,如果宿命论存在,那么相对论就会是错误的,因为根本就没有时间。

或许,爱因斯坦的 相对论说的就不是人类、也不是宇宙的物质 ,而是 宇宙本身

因为按照宿命论的说法, 时间在宇宙身上是成立的 ,只不过在物质身上不成立。

宇宙宿命论

难怪有人说爱因斯坦是外星人,它的理论似乎都不是针对人类的,当时根本做不出来相对论的实验,即便是现在,科学家们也只能通过侧面实验间接验证。

人类不仅正在经历宇宙形成的过程,我们甚至还在 重复光走过的旅途

这就好比人类坐的是一辆拖拉机,而光是一辆高铁,我们所「看」到的前方景色,是高铁告诉我们的。

如果想要看高铁之前的景色,那么就要追上并且超过高铁。

我们正在经历过程

追上宇宙

如果宇宙已经终结,那么 终有一天光会最先到达旅途的终点

人类会看见终点,但是 人类很难到达终点

科学家曾经试图追上光,他们使用 粒子加速器 将质子、电子这一类的带电粒子进行加速,让它们无限逼近光速。

这些粒子们不负众望,一次又一次刷新着记录, 但是距离光速时终差那么一点点 ,就是这 一点点差距会让人类落后于光亿点点

粒子加速器

根据物理神人爱因斯坦的质能方程变化式,可以得到 质量和速度的关系 ,没错又是爱因斯坦,他带着速度又来了。

变化式指出, 有静止质量的物质 ,如果速度达到光速,那么质量会变成无穷大。

只有 不具备静止质量的光子 ,才能达到光速,否则其他的物质达到光速,是违背宇宙的。

加速器里面的质子也好,电子也罢,都具有静止质量, 它们无论如何都达不到光速 ,只能无限接近光速。

原子内的各种粒子

光子不带电,没有静止质量,粒子加速器无法加速它。

光成为了人类无法突破的屏障, 人类这样的宏观物质,连光速的1%都很难接近

因此,爱因斯坦,又双叒叕是他,提出了一个假设,那就是在宇宙中,存在这样一个通道,它连接着两个空间, 能够通过这个通道实现时空穿梭和时间旅行

这个通道是爱因斯坦和另一位科学家 纳森·罗森 在研究引力场的时候提出来的,学术界将其称之为 「爱因斯坦-罗森桥」 ,不过它有一个更有名的名字—— 虫洞

爱因斯坦假设的虫洞

通俗点说,虫洞就是 狭义上的时空隧道 ,能够实现一个物体到另一个空间的瞬移。

有了这个虫洞,进行空间旅行就不一定要达到光速甚至超越光速,只需要这样一个隧道,就能完成穿越。

按照爱因斯坦大佬的假设, 虫洞是引力场引起的 ,因此它应该在宇宙中无处不在。

只可惜,人类迄今为止还没有发现虫洞的证据,或许它就和相对论一样, 对于人类来说太超前了

虫洞或许无处不在

离开太阳系

人类想要去往宇宙,第一步就是要离开太阳系,可惜, 人类目前的脚步只是来到了月球

月球是一颗卫星,它属于地月系, 本质上是地球引力系统中的一部分 ,也就是说, 登月也属于地球范围的事情

搞了半天, 人类还是没有离开地球的控制

所以,标志着人类彻底离开地球束缚的壮举应该是 登陆火星 ,目前还没有实现。

登月也没能离开地球的引力范围

而真正标志人类迈向星际的,就是离开太阳系。

有两颗人类制造的探测器正在飞离太阳系,它们就是 旅行者号两姐妹

但是很可惜, 这两位旅行者虽然离开了太阳风层 ,但是距离真正的太阳系边际还有很长一段距离。

更要命的是,它们两个的电池已经快消耗殆尽, 2025年就将正式与人类诀别

至此之后,它们的生死人类未知。

旅行者一号

限制人类离开太阳系的两大关键是 能源和人类有限而短暂的寿命

能源方面,人类最先进的核电池也只能提供最高 100年的使用期限 ,这根本就不够离开太阳系。

其次就是人类的寿命,按照旅行者两姐妹的速度,它们断电之后,还会继续航行 3万年 才能彻底离开太阳系,人类根本等不到。

想要在宇宙穿梭, 真的不能只依靠航行 ,不然得飞到啥时候。

人类无法离开太阳系

爱因斯坦说的虫洞,或许真的存在。