時(shí)間，是速度的柔和調(diào)和者。在速度逐漸攀升至光的速度之際，時(shí)間仿佛被按下了暫停鍵；而當(dāng)超光速成為可能，時(shí)間便逆流而上。

　　時(shí)空并非鐵板一塊，每個(gè)人對(duì)于時(shí)空的感知，受速度影響而各異（實(shí)際上，引力也會(huì)對(duì)時(shí)空產(chǎn)生影響，不過(guò)這里不深入探討）。這是理解下文的前提。

　　設(shè)想，你置身于一艘無(wú)限接近光速的飛船，飛往一光年之外的目的地，你的時(shí)空體驗(yàn)將與地面觀察者的時(shí)空截然不同（公式中用t和t0表示）。

　　在觀察者眼里，你經(jīng)過(guò)了一年，終于抵達(dá)了終點(diǎn)，而對(duì)你來(lái)說(shuō)，也許只是幾分鐘，就完成了跨越一光年的旅程。

　　根據(jù)牛頓的舊時(shí)空觀念，時(shí)空是固定且單一的。無(wú)論你飛得多快，來(lái)回的時(shí)間與地面人所經(jīng)歷的應(yīng)一模一樣（即t=t0)。但愛(ài)因斯坦向我們揭示了一個(gè)事實(shí)：這是錯(cuò)覺(jué)。實(shí)際上，人們更傾向于直覺(jué)的解讀，即大多數(shù)人心中的想象。

　　一年，是觀察者的參照系。而你，處于無(wú)限接近光速的狀態(tài)，已經(jīng)位于另一時(shí)空體系之中。兩個(gè)時(shí)空體系中的時(shí)間體驗(yàn)自然不同。

　　感覺(jué)不到，是因?yàn)檫@種差異微乎其微。比如，跑步的你與靜止的旁人相比，每秒間的時(shí)間僅慢下一億億分之一秒。

　　你們處于不同的空間體系。運(yùn)動(dòng)中的你，與靜止的旁人相比，引力勢(shì)更強(qiáng)。但在遠(yuǎn)低于光速的情況下，這些差異幾乎難以察覺(jué)。

　　因?yàn)?，在你度過(guò)一生之前，宇宙早已經(jīng)歷無(wú)數(shù)歲月（實(shí)際上遠(yuǎn)不止這些，稍后將討論）。

　　答案是，它不會(huì)有時(shí)間的感知，沒(méi)有過(guò)去和未來(lái)，時(shí)間對(duì)于它而言是「靜止」的，它也無(wú)法感受到宇宙的誕生。因?yàn)椤刚Q生」這個(gè)概念，本身就是基于時(shí)間的。

　　因此，如果你希望進(jìn)行時(shí)間旅行，目睹宇宙的終點(diǎn)，最好的辦法就是乘坐無(wú)限接近光速的飛船，不停地飛行。你可能只飛了幾天，地球便已消亡；飛了幾個(gè)月，太陽(yáng)燃燒殆盡；飛了幾年，宇宙步入熱寂；飛了十年，宇宙開(kāi)始收縮，整個(gè)宇宙重新縮成一個(gè)奇點(diǎn)，而你也消失無(wú)蹤。但這一切，對(duì)你而言不過(guò)是二十年的時(shí)光。

　　速度，是時(shí)間的快進(jìn)鍵。速度越接近光速，時(shí)間流逝的就越慢。而達(dá)到和超過(guò)光速是不可能的，我們只能無(wú)限接近光速。這間接證明了兩個(gè)事實(shí)：

　　因此，你縱馬奔馳，與世人共賞人世間的繁華，實(shí)際上是在按下時(shí)間的快進(jìn)鍵，只是這種速度的影響非常微弱，你幾乎難以察覺(jué)。但當(dāng)你的速度越來(lái)越接近光速時(shí)，這種變化就顯得明顯了，大到難以想象。究竟有多大呢？

　　于是，第三個(gè)驚人問(wèn)題浮現(xiàn)：以光速移動(dòng)的飛船，內(nèi)部時(shí)鐘顯示，恰好清晨9點(diǎn)從地球出發(fā)（無(wú)加速，瞬間達(dá)到光速），問(wèn)：抵達(dá)一光年外的星球時(shí)是幾點(diǎn)？

　　飛船內(nèi)的人毫無(wú)察覺(jué)地已經(jīng)到達(dá)了目的地，你以為還未出發(fā)，實(shí)際卻已經(jīng)抵達(dá)。你意識(shí)的一瞬間，在沒(méi)有時(shí)間的虛無(wú)中可能是永恒，也可能是一剎那，兩者沒(méi)有區(qū)別。你意識(shí)的一剎那，正是經(jīng)歷了永恒或一瞬的虛無(wú)。而對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)，卻已經(jīng)度過(guò)了一年。

　　這是極限狀況：速度等于光速。它意味著無(wú)論距離多遠(yuǎn)，對(duì)你而言，都不需要時(shí)間就能到達(dá)。這間接證明了第三個(gè)事實(shí)：

　　在無(wú)限接近光速時(shí)（未達(dá)到光速），前往任何遙遠(yuǎn)的地方，都是一瞬間（納秒級(jí)別），而觀察者可能已經(jīng)度過(guò)了無(wú)數(shù)年。速度越接近光速，所需時(shí)間就越接近零。

　　因此，當(dāng)我們無(wú)限接近光速時(shí)（99.%），即便前往十萬(wàn)光年外的地方，花費(fèi)的時(shí)間也是納秒級(jí)別。而觀察者，卻要為你的離開(kāi)等待十萬(wàn)年……這可以說(shuō)是望眼欲穿了。（后文將有數(shù)學(xué)證明，實(shí)際情況比這個(gè)比例恐怖得多。）

　　電影《星際穿越》中，男主帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)前往巨浪星球，往返一趟花費(fèi)了數(shù)十分鐘，回到基地后，留守的黑人已經(jīng)白發(fā)蒼蒼，他說(shuō)：「我等了你們23年……」

　　t是運(yùn)動(dòng)參照系中的時(shí)間，t0是靜止參照系中的時(shí)間（觀察者所見(jiàn)），v是運(yùn)動(dòng)者的速度，c是真空中的光速。

　　當(dāng)v遠(yuǎn)小于c時(shí)，t幾乎等于t0，差異可以忽略不計(jì)，因此你無(wú)法感知。這就是地球上所發(fā)生的一切。牛頓的時(shí)空理論正是反映了這種情況。

　　當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度v無(wú)限接近c(diǎn)時(shí)，無(wú)論觀察者經(jīng)歷的時(shí)間t0多大，運(yùn)動(dòng)者所經(jīng)歷的時(shí)間t都趨向于無(wú)限小。這就解釋了為什么「天上一日，人間千年」。

　　當(dāng)v=c時(shí)，無(wú)論t0經(jīng)歷多久，t=0，意味著運(yùn)動(dòng)者的時(shí)間是靜止的。這是不允許的。

　　當(dāng)vc時(shí)，無(wú)論觀察者經(jīng)歷的時(shí)間t0如何，運(yùn)動(dòng)者的時(shí)間t都是虛數(shù)，對(duì)應(yīng)空間的一點(diǎn)。這也是不允許的。

　　假如以光速的99.999……%（小數(shù)點(diǎn)后精確到13個(gè)9）飛行一光年的距離，運(yùn)動(dòng)者所感知的時(shí)間是1.41033秒。差異之大，在飛船內(nèi)你只需眨一下眼睛便到了。你的細(xì)胞新陳代謝僅過(guò)了1.41033秒，而觀察者卻看著你飛行了一年時(shí)間。

　　也就是說(shuō)：在100萬(wàn)億光年的距離中，你感覺(jué)只飛了6.307秒便到了。觀察者看著你飛了100萬(wàn)億年，而你只過(guò)了6.307秒，等你到達(dá)時(shí)，觀察者早已消失無(wú)蹤。因此，「天下武功，唯快不破」確有其理！

　　因此：如果你以這樣的速度飛行，你甚至可能連一秒都飛不到，宇宙就已經(jīng)走向終結(jié)了?。ㄓ钪嬷两窦s有140億年的歷史。）

　　另外，有人質(zhì)疑，電影中時(shí)間變慢是因?yàn)楹诙?，而非速度。沒(méi)錯(cuò)，你觀察得很仔細(xì)。我們此文主要討論的是速度對(duì)時(shí)間的影響。事實(shí)上，引力造成的空間曲率變化也會(huì)導(dǎo)致時(shí)間變慢，在引力極強(qiáng)的情況下，這種變化才會(huì)很明顯。而黑洞正是這種狀況。想象一下，你漂浮在黑洞的安全區(qū)域周圍，看著同伴被引力拉向黑洞，會(huì)是怎樣的情景？

　　答案是：你會(huì)看到他動(dòng)作越來(lái)越慢，最終在黑洞視界外靜止。其實(shí)他仍在加速移動(dòng)，只是你看不見(jiàn)。因?yàn)闀r(shí)間和光都被禁錮在黑洞視界，所有墜入黑洞的物體，其影像都會(huì)定格在視界上，成為永恒。

　　“九游娛樂(lè)的游戲攻略有哪些？”

　　所以黑洞并非一片漆黑，它通常有一個(gè)非?！该髁痢沟墓猸h(huán)，那是它吸取恒星盤的「余暉」。這種光，不一定是可見(jiàn)光，可能是高能輻射。（參考霍金輻射理論，黑洞視界上能量依舊能逸散，會(huì)有玻爾茲曼漲落的正負(fù)粒子對(duì)，一個(gè)被吸入視界，一個(gè)逃逸，總量保持守恒。）

　　有人會(huì)說(shuō)，以接近光速移動(dòng)的人和觀察者應(yīng)該有同樣的時(shí)間感受，觀察者看到他度過(guò)了一年，他自己也應(yīng)該感覺(jué)到了一年才對(duì)。

　　正如前文所述，牛頓的經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為存在一個(gè)普適的、單一的時(shí)空框架，每個(gè)人都在同一時(shí)刻中度過(guò)相等的時(shí)間。然而，這個(gè)觀念實(shí)際上是錯(cuò)誤的。事實(shí)是，不同的參考系（或稱為慣性系）擁有相對(duì)的、獨(dú)一無(wú)二的時(shí)空結(jié)構(gòu)。每一處的物體，其對(duì)時(shí)間的感知皆有不同，唯有當(dāng)兩者速度接近光速時(shí)，這種差異才會(huì)顯著到肉眼可見(jiàn)的程度。

　　我們身邊就有一個(gè)絕佳的例子，那就是全球定位系統(tǒng)（GPS）。由于衛(wèi)星以極高速度運(yùn)行，時(shí)間在其上過(guò)得比地面要慢大約每秒八億分之一秒，這個(gè)量級(jí)微乎其微。但正是這微小的時(shí)差，卻能導(dǎo)致定位誤差達(dá)到四百米左右。因此，必須對(duì)衛(wèi)星的時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，提前設(shè)置快八億分之一秒的時(shí)間，即每年快約千分之三秒，這樣用戶才能享受到精準(zhǔn)的定位服務(wù)。

　　當(dāng)物體速度接近光速時(shí)，其所需的能量消耗將呈現(xiàn)指數(shù)式增長(zhǎng)，同時(shí)物體自身的動(dòng)力學(xué)質(zhì)量M也會(huì)急劇增大（詳細(xì)可參考愛(ài)因斯坦的相對(duì)論方程式和質(zhì)能方程式，此處略去）。如果物體速度等同于光速，那么所需的能量及質(zhì)量M將成為無(wú)限大；若試圖超越光速，那就需要負(fù)能量了，這在我們的認(rèn)知中是不可能的。因此，任何具有質(zhì)量的物體都不能達(dá)到或超過(guò)光速。

　　假如一個(gè)具有質(zhì)量的物體真的以光速移動(dòng)，其動(dòng)力學(xué)質(zhì)量M變?yōu)闊o(wú)限大，那將會(huì)引發(fā)什么后果？

　　在回答這一問(wèn)題之前，我們需要認(rèn)識(shí)到，動(dòng)力學(xué)質(zhì)量M并不是指靜止質(zhì)量，它是一個(gè)數(shù)學(xué)上的等效概念，更精確地說(shuō)，它其實(shí)就是能量的一種表現(xiàn)形式（質(zhì)能方程式告訴我們，質(zhì)量與能量其實(shí)是一回事，只是兩種不同的表現(xiàn)）。

　　答案是，這個(gè)物體將蘊(yùn)含無(wú)窮的能量，它的動(dòng)力學(xué)質(zhì)量所產(chǎn)生的引力勢(shì)阱將深邃至無(wú)窮大。那會(huì)是什么呢？

　　因此，宇宙似乎從各個(gè)層面巧妙地阻止了物體達(dá)到光速的情況發(fā)生，巧妙得仿佛是被精心設(shè)計(jì)過(guò)的……

　　在文章的最后，我們還要提及一個(gè)關(guān)于接近光速旅行的設(shè)想：如果人類能夠以接近光速的速度飛行，那么飛船內(nèi)將不再需要龐大的生態(tài)維持系統(tǒng)（比如一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)）。因?yàn)樵谶@樣的速度下，飛越幾光年或幾百光年的距離不過(guò)是一瞬間的事，僅需攜帶小型應(yīng)急生態(tài)系統(tǒng)即可。

　　因此，那些描繪擁有巨型生態(tài)系統(tǒng)、森林遍地的星際飛船，如果同時(shí)還在進(jìn)行光速飛行，那么就顯得不那么硬科幻了。因?yàn)榍黍?qū)動(dòng)引擎并沒(méi)有加速或減速的概念，更沒(méi)有像工質(zhì)引擎那樣的推力感覺(jué)，所以根本無(wú)需森林那么龐大的生態(tài)系統(tǒng)。倘若我們前往半人馬座α星，帶上一包巧克力和一瓶礦泉水，就足以輕松往返一趟。

　　特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布，本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

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