时间旅行的科学探讨:天体物理学家解读科幻小说中的可能性

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《好奇的孩子》系列适合所有年龄段的孩子。如果你有问题想让专家回答,请发送到curiouskidsus@theconversation.com。

时间旅行有可能发生吗?——Alana C, 12岁,来自纽约皇后区

你有没有梦想过穿越时空,就像科幻电影里的人物一样?几个世纪以来,时间旅行的概念一直吸引着人们的想象力。时间旅行的概念是在不同的时间点之间移动,就像你在不同的地方之间移动一样。在电影中,你可能会看到角色使用特殊的机器,神奇的装置,甚至跳进一辆未来的汽车,在时间上向后或向前旅行。

但这只是电影中的一个有趣的想法,还是真的会发生呢?

时间是否可逆的问题仍然是科学界最大的未解决问题之一。如果宇宙遵循热力学定律,这可能是不可能的。热力学第二定律指出,随着时间的推移,宇宙中的事物要么保持不变,要么变得更加无序。

这有点像说鸡蛋煮熟了就不能再翻炒了。根据这一定律,宇宙永远不可能完全回到原来的样子。时间只能往前走,就像单行线。

时间是相对的

然而,物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论表明,不同的人时间流逝的速度不同。有人在一艘接近光速的宇宙飞船上疾驰——每小时6.71亿英里!-将比地球上的人经历更慢的时间。

人们还没有造出能以接近光速的速度移动的宇宙飞船,但是访问国际空间站的宇航员绕地球运行的速度接近每小时17500英里。宇航员斯科特·凯利已经在国际空间站呆了520天,因此他的衰老速度比他的双胞胎兄弟、同为宇航员的马克·凯利慢一些。斯科特以前比他的双胞胎弟弟小6分钟。现在,因为斯科特比马克走得快得多,而且走了那么多天,他比马克年轻6分5毫秒。

一些科学家正在探索理论上允许时间旅行的其他想法。其中一个概念涉及虫洞,或假想的太空隧道,可以为穿越宇宙的旅行创造捷径。如果有人能建造一个虫洞,然后想出一种方法让一端以接近光速的速度移动——就像上面提到的假想的宇宙飞船一样——移动的一端会比静止的一端衰老得慢。进入移动端并从静止端离开虫洞的人会回到他们的过去。

然而,虫洞仍然停留在理论阶段:科学家们还没有发现虫洞。而且,将人类送入虫洞太空隧道似乎也极具挑战性。

矛盾和失败的晚宴

与时间旅行相关的还有一些悖论。著名的“祖父悖论”是一个假设问题,如果有人回到过去,不小心阻止了他们的祖父母见面,就会出现这个问题。这就产生了一个悖论,你从来没有出生过,这就提出了一个问题:你怎么可能回到过去呢?这是一个令人难以置信的谜题,为时间旅行增添了神秘色彩。

著名的是,物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)为了测试时间旅行的可能性,举办了一场晚宴,邀请上注明日期、时间和坐标,直到事情发生后才发出。他的希望是,他的邀请函会被生活在未来的人读到,这些人有能力回到过去。但是没有人来。

正如他所指出的那样:“时间旅行是不可能的,也永远不会是可能的,我们所拥有的最好的证据是,我们没有被来自未来的成群结队的游客入侵。”

望远镜是时间机器

有趣的是,拥有强大望远镜的天体物理学家拥有一种独特的时间旅行方式。当他们凝视浩瀚的宇宙时,他们凝视着过去的宇宙。来自所有星系和恒星的光需要时间才能传播,这些光束携带着来自遥远过去的信息。当天体物理学家通过望远镜观察一颗恒星或一个星系时,他们看到的不是它现在的样子,而是光在数百万到数十亿年前开始到达地球时的样子。

美国国家航空航天局最新的太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜正在观测宇宙大爆炸初期形成的星系,大约在137亿年前。

虽然我们不太可能很快拥有像电影中那样的时光机,但科学家们正在积极研究和探索新的想法。但现在,我们只能在我们最喜欢的书、电影和梦中享受时间旅行的概念了。

阿迪·福特,马里兰大学巴尔的摩分校(UMBC)物理系助理教授

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  • 红尘烟雨
    红尘烟雨 2025年08月07日

    我是乐威号的签约作者“红尘烟雨”!

  • 红尘烟雨
    红尘烟雨 2025年08月07日

    希望本篇文章《时间旅行的科学探讨:天体物理学家解读科幻小说中的可能性》能对你有所帮助!

  • 红尘烟雨
    红尘烟雨 2025年08月07日

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  • 红尘烟雨
    红尘烟雨 2025年08月07日

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