我們能前往未來,但為什麼不能回到過去?

2022年12月05日19:39:22 科學 1429

時空旅行是很多人的夢想,我們常常幻想著有朝一日能前往未來,或者回到過去。回到過去重溫那些美好時光,同時也可以修正自己曾經犯下的錯誤。

我們能前往未來,但為什麼不能回到過去? - 天天要聞

如今我們已經實現了一半:人類已經能夠穿越到未來,但這裡的「穿越」並不是絕對的,而是相對的。因為無論是以什麼形式穿越到未來,在你自己的參照系里,時間的流逝速度總是保持不變的,變的只是其他人或其他事物的時間流逝速度。

這也是狹義相對論中的時間膨脹原理。

狹義相對論是基於兩個前提提出來的,其中一個重要前提就是光速不變原理,無論你的運動速度多快,也不管在任何參照系中,你總會看到光以恆定的速度運動。

這個原理會帶來一個迷人的結果:如果一個人相對於你在運動,他的時間就會變慢。

我們能前往未來,但為什麼不能回到過去? - 天天要聞

想像一下,有這麼一個光子時鐘,光在兩面鏡子之間來回運動的時鐘。一個人的運動速度越快,光橫向移動的距離就會越遠,這個人的時鐘就會變得更慢。

由於運動是相對的,你的時鐘在這個人眼裡也會變慢。

但到底是誰的時間更慢呢?當你們再次相見時,你們中的一個人總會變得更老,到底是你更老還是那個人更老呢?

其實這就是「雙生子佯謬」的核心問題,如今我們早已知道答案:如果一開始你們在同一參照系,比如在地球上,你待在地球上,另一個人乘坐飛船做星際旅行,之後返回地球,那麼他的時間就會變慢,他會變得更年輕,而不是你變年輕。

我們能前往未來,但為什麼不能回到過去? - 天天要聞

如果他的速度非常快,無限接近光速,那麼當他返回地球時,會發現你的時間已經過去了幾年,幾十年甚至更長時間,有可能那時你早已不在了!

他甚至會看到地球和太陽系的毀滅,乃至宇宙的毀滅......這取決於他到底有多接近光速!

也就是說,亞光速飛行可以讓一個人前往未來。

但與前往未來相比,回到過去顯得更難。狹義相對論中的時間膨脹原理可以讓我們前往未來,但如果我們想要回到過去,就需要廣義相對論的幫忙了。

廣義相對論強調,時空並不是絕對的,物質和能量可以影響周圍的時空,可以扭曲,摺疊時空,甚至在時空結構上創造一個迴路。

我們能前往未來,但為什麼不能回到過去? - 天天要聞

不過這僅僅是理論上的分析,而且更多地體現在數學描述上,但數學並不等同於物理和現實。操控周圍的時空需要極大的能量。

而且,即便我們能回到過去,也很難避免「祖父悖論」的產生,大自然並不反對我們前往未來,但總是想盡辦法阻止我們回到過去!

科學分類資訊推薦

首張嗅覺圖譜問世 或重塑嗅覺形成認知 - 天天要聞

首張嗅覺圖譜問世 或重塑嗅覺形成認知

研究人員以前所未有的細節繪製了小鼠鼻腔中的嗅覺受體分布圖譜。這一成果顛覆了人們對鼻子如何產生嗅覺的認知。△小鼠鼻腔的顯微鏡橫截面圖像,顯示了鼻腔上皮的解剖結構。圖片來源:Datta Lab4月28日發表於《細胞》的一項研究,揭示了感覺神經元上表達的約1100個嗅覺受體是如何在鼻腔內壁上皮組織中受到嚴格調控的空間位置...
心臟為什麼不會得癌症? - 天天要聞

心臟為什麼不會得癌症?

心臟為什麼不會得癌症?心肌細胞會進行有節律的搏動,並在個體出生後停止增殖,因此,心臟沒有再生能力。近日,義大利的里雅斯特大學醫學院Serena Zacchigna團隊完成的體內癌症模型和離體工程心臟組織實驗表明,心肌細胞搏動所產生的機械力負
暴雨、冰雹要來,廣東天氣明起大反轉!珠海接下來…… - 天天要聞

暴雨、冰雹要來,廣東天氣明起大反轉!珠海接下來……

【來源:珠海發布】「五一」假期前兩天, 珠海天氣晴好,大家都去哪裡玩了?不過天氣馬上要反轉再反轉了! 廣東明天好天氣要暫時「下線」,局部有大暴雨、小冰雹;珠海明天午後也將有雷雨+10級大風…… 這場雨會持續多久?假期接下來的天氣會怎樣?趕緊
河北衡水:假日邂逅飛行 低空魅力引遊人 - 天天要聞

河北衡水:假日邂逅飛行 低空魅力引遊人

5月2日,位於河北省衡水市的中國航協衡水航空飛行營地,各類飛行表演和低空飛行器展示吸引市民遊客觀賞。中國桃城第四屆「翱翔中國」全國低空無人飛行器大賽暨第二屆京津冀低空飛行器集采會於5月1日至2日在此舉行。圖為遊客近距離參觀飛行器。
可拍原子運動過程 揭秘地下30米的「國之重器」 - 天天要聞

可拍原子運動過程 揭秘地下30米的「國之重器」

來源:央視新聞客戶端坐落在上海張江的硬X射線自由電子激光裝置是「十三五」國家重大科技基礎設施建設規劃優先啟動項目,也是上海(長三角)國際科技創新中心核心空間載體——張江科學城重大科技基礎設施集群的旗艦裝置,是我國實現2035年建成科技強國戰