如果一個人不知道愛因斯坦的相對論,那麽在他的眼裏,時間是不會變的。
可是當人走進了愛因斯坦的世界,那麽一切都將發生改變。
時間真的是一樣的嗎?
時間究竟是什麽?它對待每個物質都會是公平的嗎?
如果知道了時間的本質,我們就會發現,所有的物質,都慢了宇宙一步。
宇宙的結局早已經書寫好,我們看到的是過程。
宇宙的結局早已經註定
時間與運動
小時候老師經常教育大家, 珍惜時間 ,時間對於每個人是公平的,它不會快也不會慢,你在貪玩的時候別人在學習。
但是,當學習了 愛因斯坦的狹義相對論 之後,這句話或許就是錯誤的了。
時間可不是對誰都公平, 它的快慢取決於運動的速度 。
老師的那句話對,但是不完全對, 在地球宏觀的物質中,時間的確是相同的 ,但是在運動體系裏面,那就是另外一回事了。
時間或許並不一定公平
1971年,美國的兩架戰鬥機做過這樣一個實驗。
它們裝有 當時世界上最精確的銫原子鐘 ,可以記錄下 納秒之間的誤差 。
1納秒等於10億分之一秒 ,可想這是多麽精確。
這兩架戰鬥機 一架向東 ,飛躍大西洋到達倫敦; 一架向西 ,飛躍太平洋和亞歐大陸到達倫敦。
很顯然,向西的飛機要比向東的飛機飛行更久。
當然,他們 在出發點還放了另外兩台銫原子鐘 ,它們沒有運動,靜止在原地。
精確的銫原子鐘
實驗結果顯示,向東的銫原子鐘比原地的慢了 59納秒 ,向西的銫原子比原地的慢了 273納秒 。
就算時候科學家們 排除了地球自轉的影響 ,最終的結果是, 兩個銫原子鐘都比靜止地慢了一些 。
結合愛因斯坦的奇跡理論—— 時間膨脹 ,可以判定出,越快的物體,它的時間會越慢。
所以,當你和同學 處於兩個不同的運動體系內 ,具有不同的運動速度之後, 時間對於你們二人並不公平 。
由此,這展開了天文學上最經典的假說,宇宙已經被設計好,所有物質都在追逐宇宙的腳步,包括我們,其實是活在宇宙的過程中。
時間膨脹
宇宙的速度
宇宙起源於一場大爆炸,根據愛因斯坦質能方程式可以知道, 質素可以轉化為能量 ,那麽 能量也可以轉化為質素 。
我們的宇宙就是後者, 大爆炸產生的巨大能量產生了質素 ,它們最初是微觀的粒子,經過大約 1億年的聚合 ,最終誕生了第一批天體。
大爆炸的能量也在驅使空間發生膨脹, 這個膨脹速度超過了光速 。
因此,天文望遠鏡所探測到的宇宙 930億光年的直徑 , 不是宇宙的真實大小 ,而是可視範圍,也就是光能達到的地方。
可視宇宙示意圖
真正的宇宙邊際,光還沒有去往那裏,我們看不見,但是我們不能否認不存在。
天文學上稱呼的宇宙,嚴格意義上叫做 「可視宇宙」 。
於是,宇宙和宇宙內的物質, 處在了兩個不同的時間體系內 。
按照宇宙的時間線,它可能還在繼續膨脹,可能已經完成了膨脹,不管處於哪個狀態,它的速度都比一切物質快,包括光。
人類也算是宇宙的物質, 我們正處於在已經完成的道路上行走 ,我們所處的空間,是宇宙曾經走過和開辟的路。
宇宙膨脹
這就是天文學上的 「宿命論」 ,即宇宙中任何物質的終點都已經確定,所謂的時間,只不過是走向宿命的過程。
這就陷入了一場矛盾,如果宿命論存在,那麽相對論就會是錯誤的,因為根本就沒有時間。
或許,愛因斯坦的 相對論說的就不是人類、也不是宇宙的物質 ,而是 宇宙本身 。
因為按照宿命論的說法, 時間在宇宙身上是成立的 ,只不過在物質身上不成立。
宇宙宿命論
難怪有人說愛因斯坦是外星人,它的理論似乎都不是針對人類的,當時根本做不出來相對論的實驗,即便是現在,科學家們也只能透過側面實驗間接驗證。
人類不僅正在經歷宇宙形成的過程,我們甚至還在 重復光走過的旅途 。
這就好比人類坐的是一輛拖拉機,而光是一輛高鐵,我們所「看」到的前方景色,是高鐵告訴我們的。
如果想要看高鐵之前的景色,那麽就要追上並且超過高鐵。
我們正在經歷過程
追上宇宙
如果宇宙已經終結,那麽 終有一天光會最先到達旅途的終點 。
人類會看見終點,但是 人類很難到達終點 。
科學家曾經試圖追上光,他們使用 粒子加速器 將質子、電子這一類的帶電粒子進行加速,讓它們無限逼近光速。
這些粒子們不負眾望,一次又一次重新整理著記錄, 但是距離光速時終差那麽一點點 ,就是這 一點點差距會讓人類落後於光億點點 。
粒子加速器
根據物理神人愛因斯坦的質能方程式變化式,可以得到 質素和速度的關系 ,沒錯又是愛因斯坦,他帶著速度又來了。
變化式指出, 有靜止質素的物質 ,如果速度達到光速,那麽質素會變成無窮大。
只有 不具備靜止質素的光子 ,才能達到光速,否則其他的物質達到光速,是違背宇宙的。
加速器裏面的質子也好,電子也罷,都具有靜止質素, 它們無論如何都達不到光速 ,只能無限接近光速。
原子內的各種粒子
光子不帶電,沒有靜止質素,粒子加速器無法加速它。
光成為了人類無法突破的屏障, 人類這樣的宏觀物質,連光速的1%都很難接近 。
因此,愛因斯坦,又雙叒叕是他,提出了一個假設,那就是在宇宙中,存在這樣一個通道,它連線著兩個空間, 能夠透過這個通道實作時空穿梭和時間旅行 。
這個通道是愛因斯坦和另一位科學家 納森·羅森 在研究重力場的時候提出來的,學術界將其稱之為 「愛因斯坦-羅森橋」 ,不過它有一個更有名的名字—— 蟲洞 。
愛因斯坦假設的蟲洞
通俗點說,蟲洞就是 狹義上的時空隧道 ,能夠實作一個物體到另一個空間的瞬移。
有了這個蟲洞,進行空間旅行就不一定要達到光速甚至超越光速,只需要這樣一個隧道,就能完成穿越。
按照愛因斯坦大佬的假設, 蟲洞是重力場引起的 ,因此它應該在宇宙中無處不在。
只可惜,人類迄今為止還沒有發現蟲洞的證據,或許它就和相對論一樣, 對於人類來說太超前了 。
蟲洞或許無處不在
離開太陽系
人類想要去往宇宙,第一步就是要離開太陽系,可惜, 人類目前的腳步只是來到了月球 。
月球是一顆衛星,它屬於地月系, 本質上是地球重力系統中的一部份 ,也就是說, 登月也屬於地球範圍的事情 。
搞了半天, 人類還是沒有離開地球的控制 。
所以,標誌著人類徹底離開地球束縛的壯舉應該是 登陸火星 ,目前還沒有實作。
登月也沒能離開地球的重力範圍
而真正標誌人類邁向星際的,就是離開太陽系。
有兩顆人類制造的探測器正在飛離太陽系,它們就是 旅行者號兩姐妹 。
但是很可惜, 這兩位旅行者雖然離開了太陽風層 ,但是距離真正的太陽系邊際還有很長一段距離。
更要命的是,它們兩個的電池已經快消耗殆盡, 2025年就將正式與人類訣別 。
至此之後,它們的生死人類未知。
旅行者一號
限制人類離開太陽系的兩大關鍵是 能源和人類有限而短暫的壽命 。
能源方面,人類最先進的核電池也只能提供最高 100年的使用期限 ,這根本就不夠離開太陽系。
其次就是人類的壽命,按照旅行者兩姐妹的速度,它們斷電之後,還會繼續航行 3萬年 才能徹底離開太陽系,人類根本等不到。
想要在宇宙穿梭, 真的不能只依靠航行 ,不然得飛到啥時候。
人類無法離開太陽系
愛因斯坦說的蟲洞,或許真的存在。