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標題: 霍金撰文探討如何建造時間機器 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2013-9-3 04:43 AM 標題: 霍金撰文探討如何建造時間機器

[attach]94477885[/attach][attach]94477886[/attach]　　蟲洞是根據愛因斯坦相對論預測的連接時空中兩個不同地點的假想“隧道”或捷徑，上面的三維圖輪廓集中呈現了這一點：負能量將時間和空間拖入一條隧道入口，並在另一個宇宙出現。蟲洞至今仍是一種假設，因為從沒有人見過，但在一些電影中被描述成時間旅行的通道，比如《星際奇兵》(1994年)將蟲洞描述成宇宙之間有門的隧道。
　　在科學界，時間旅行一度被認為是歪理學說。讓我們暫時從科幻電影中尋找答案吧。在此類電影中，通常會有一臺巨大而高能耗的時間機器，這臺機器產生通往第四維的通道——“時光隧道”。時光旅行者——勇敢但可能有些魯莽的人，做好我們大家所知道的準備，然後走進時光隧道，來到一個他們想要到達的時間裏。這一概念可能有些牽強，事實可能與之存在著天壤之別，但該想法本身不是那麼的瘋狂。
　　物理學家們也在思考時光隧道，但我們的角度不同。我們想搞清過去或未來的通道是否存在於自然規律中？事實證明，我們認為確實是這樣的。而且，我們還給它們起了一個名字：蟲洞。其實，蟲洞無處不在，只是因為太小，我們肉眼看不到罷了。蟲洞非常小，存在於時空的隱蔽處和縫隙裏。
　　任何物質都不是平整無暇和實心的，如果仔細觀察，會發現它們上面都存在小孔和裂縫，這是一個基本的物理原理，同樣適用於時間。即便是像臺球一樣的東西，上面也有裂縫、褶皺或空洞。現在容易說明這種情況也存在於第一個三維中。時間也存在許多微小的裂縫、褶皺和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小，我們來到一個稱為量子泡沫(quantum foam)的地方，這是蟲洞存在之處。
　　時空中的微小隧道或捷徑不停地在這個量子世界中形成、消失和重新形成。它們可以連接兩個隔離的空間以及兩個不同的時間。不幸的是，現實生活中這種時光隧道非常狹小，即使發現了它們，我們也不能從這個縫隙穿過——可這正是“蟲洞時間機器”概念的前進方向。部分科學家認為，或許有一天捕捉到一個蟲洞，將它放大數萬億倍，令其足夠的大，能讓人甚至飛船進入。
　　如果我們擁有足夠的能量和先進的技術，將來或許甚至能在太空中建造一個巨型蟲洞。但如果真的有這種裝置，那麼確實很了不起。一端在地球的附近，另一端則在遙遠的星球附近。從理論上講，蟲洞或時光隧道不僅僅能把我們帶到別的星球。如果兩端在同一個地方，且由時間而非距離分離，在遙遠的過去，飛船就能在地球附近自由出入。或許恐龍會看到飛船登陸的場景。
[attach]94477884[/attach]　　在某種程度上，這或許是科學家永遠不會發現他面臨向自己開槍境地的原因。在這種情況下，我只能遺憾地告訴大家，蟲洞本身就是一個問題。最後，我認為像這樣的蟲洞不能存在，原因就是反饋。如果你有到搖滾演唱會現場觀看演出的經歷，你可能會辨別出這種尖利的噪音。這就是反饋，引起反饋的原因很簡單。聲音進入麥克風，通過電線傳播，經由擴音器令聲音放大，在一個環狀物內繞來繞去，每次令聲音比上一次更大。如果沒人阻止，反饋能夠破壞音響系統。
　　蟲洞也會遇到這種問題，只不過聲音換成了輻射。一旦蟲洞變大，大自然的輻射物會進入，最終形成一個環路。反饋變得如此強勁，最終摧毀蟲洞。雖然微型蟲洞確實存在，也有可能在某一天不斷膨脹，但持續時間不會太長久，所以不能當作時間機器使用。這是沒人能及時回到我晚會的真正原因。任何通過蟲洞和其他方式回到過去的時間旅行或許都是不可能的，否則，悖論就會出現。
　　因此，遺憾的是，回到過去的時間旅行應該永遠不會上演。對於尋找恐龍的人來說，這會令他們大失所望，但對於歷史學家而言，他們可以徹底解脫了。故事到此並未結束。這並沒有使所有的時間旅行不可行。我確實對時間旅行深信不疑，對通向未來的時間旅行更是如此。時間就像河流，我們每一個人仿佛被時光的流動無情地捲走，只不過時光是另一種形式的河流——以不同速度、在不同地點流動，這是通向未來的“鑰匙”。
　　一百多年前，愛因斯坦最早提出了這一概念。他認為，世上應該存在讓時間慢下來的地方，以及讓時間加速的地方。他絕對是正確的，證據恰恰就在我們的頭頂。這便是全球定位系統，簡稱GPS。一個衛星網路正在地球周圍軌道運行，它們使得衛星導航成為可能，同時還表明時間在太空的運行速度快於在地球上。每一艘太空飛船內部都是一臺運行精確的鐘錶。雖然如此精確，但每天仍會快十億分之一秒左右。
　　衛星導航系統必須為此做出矯正，否則，微小的差異就會擾亂整個系統，令地球上所有的全球定位系統每天都會出現大約6英哩(約合9.7公里)的誤差。你可以想像由此造成的後果。鐘錶並不存在這樣的問題，走得快是因為時間在太空比在地球運行快。造成這種非同尋常影響的原因是地球的質量。愛因斯坦發現，物質會減緩時間運行速度，就像是河的下遊一樣。物體越重，對時間的阻力越大。這種驚人的事實為通向未來的時間旅行開啟了大門。
[attach]94477887[/attach]　　恰恰在銀河系中心，距離地球2.6萬光年遠的地方，擁有銀河系中最重的天體——一個質量相當於四百萬個太陽的超大質量黑洞，在自身引力作用下，它被壓縮為一個點。距離這個超大質量黑洞越近，遭遇的引力就越強。一旦距離其過近，連光線都無法逃脫，會被吞噬。這樣的超大質量黑洞對時間具有顯著的影響，令其減緩的速度遠遠超過銀河系中的任何物體。這使得它是臺“天生的時間機器”。
　　我喜歡想像宇宙飛船如何能充分利用這種現象。如果某個航空機構正在控制從地球發射的探測器，他們會發現繞軌道運行一圈的時間為16分鐘。對於飛船上的勇敢者來說，靠近這個超大質量物體，時間就會慢下來。在這裏，引力影響遠比地球引力極端。機組人員的時間將會減慢一半。對於原本每圈要耗費的16分鐘，他們其實僅經歷了8分鐘。
　　想像一下，當太空飛船及機組人員繞這個黑洞運行五年時，別的地方已經過去了十年。當他們回到家鄉，地球上的人比他們老了五歲。所以，超大質量黑洞就是一臺時間機器，當然，這還不是非常的實用。超大質量黑洞之所以比蟲洞更有優勢，是因為不會激發悖論。此外，它不會因反饋走上自我毀滅之路。
　　然而，通向未來之旅並非一路坦途。地球距離未來世界漫長無邊，讓我們距離未來非常遙遠。幸運的是，我們還有另一種時間旅行方式，這也是我們建造貨真價實的時間機器最後、也是最大的希望。旅行速度必須超級快，甚至比避免被吸進黑洞所需要的速度還快。這是因另一個涉及宇宙的奇怪事實所致。宇宙中存在著速度限制，即每秒鐘18.6萬英哩(約合30萬公里)，亦稱光速。
　　任何物體不能超越這一速度。這也是科學界最成熟的理論原則之一。無論是否相信，以接近於光速的速度旅行可以將你送達未來世界。要想理解這一點，我們可以想像一個具有科幻色彩的交通系統——一條遍布地球周圍的軌道，為超高速火車準備的軌道。我們將利用這列想像出來的火車，盡可能地接近於光速，看它如何變成一臺時間機器。列車上的乘客購買了通向未來的單程車票。火車開始加速，越來越快，不久開始繞地球一圈圈運行。
[attach]94477888[/attach]　　達到光速意味著繞地球運行速度要飛快，比如每秒鐘繞7圈。不過，無論這列火車的動力有多強勁，它永遠也無法到達光速，因為物理學原理令其做不到這一點。假設它接近光速，距離這一終極速度還有一點距離。現在非同尋常的事情發生了。列車上的時間相對於地球開始減緩，就如同靠近超大質量黑洞一樣，而且有過之而無不及。列車上一切物體的活動都變慢。這是為了保護速度限制，原因並不難理解。
　　想像一個孩子跑向迎面而來的火車。他前衝的速度增加至列車的速度上，所以，他難道不能在意外中突破速度限制嗎？答案是否定的。自然規律會令列車上的時間減緩，使得這一幕永遠不會發生。這個孩子跑得再快，也不能打破速度限制。時間總是會減慢，足以“保護”速度限制。這一事實源於耗費多年踏上未來之路的可能性。
[attach]94477889[/attach][attach]94477890[/attach]　　想像一下這樣的場景：2050年1月1日，一列火車離開車站，繞地球軌道一圈又一圈，直至100年以後，最終在2150年新年夜停下來。此時，乘客們在世上的時間也只剩下一周，因為身在火車上，時間過得非常慢。當他們離開火車，會發現一個完全不同於車上環境的世界。在一周內，他們已經在通向未來的道路上前進了100年。
　　當然，建造一列能達到這種速度的超高速火車的可能性微乎其微。不過，我們已經在位於瑞士日內瓦的世界最大的粒子加速器——大型強子對撞機——建造了這樣的裝置。大型強子對撞機位於瑞士和法國交界地下100公尺深處一條總長16英哩(約合25.75公里)的環形隧道內，一旦開足馬力，這臺對撞機能在瞬間從零加速至每小時6萬英哩(約合每小時9.7萬公里)。
　　令動力和粒子的速度變得越來越快，直至它們能以每秒1.1萬圈的速度繞隧道運行，這時，速度將接近於光速。但是，就像是上面描述的那列火車一樣，它們永遠無法到達這一終極速度，最快只能達到光速的99.99%。發生這種情況的時候，進行時間旅行是不切合實際的。由於一種稱為兀介子的“短命”粒子，使我們了解了這一點。通常情況下，兀介子會在250億分之一秒內分解。當它們被加速至接近光速時，壽命是以前的30倍。
[attach]94477891[/attach]　　情況的確就那麼簡單，如果我們想踏上未來之旅，那麼速度必須快。我認為實現這一目標的唯一途徑是進入太空。在人類歷史上，速度最快的載人太空飛船“阿波羅”10號，速度為每小時2.5萬英哩(約合每小時4萬公里)，但要實現在時間中旅行，我們的速度必須是“阿波羅”10號速度的2000倍。按照這種思路，我們應該先製造一個巨大的太空飛船，裏面可以裝載著巨量燃料，令其加速至接近於光速，在全負荷動力運行下，實現這一目標仍需要六年時間。
　　由於飛船如此的龐大和沉重，最初的加速度相對平緩。隨著時間的推移，飛船速度非常快，不久即覆蓋廣大區域。一年以後，我們到達了系外行星。兩年後，它的速度將達到光速的一半，距離太陽系越來越遙遠，再過兩年它可能會已經達到光速的90%。在發射四年後，飛船距離地球30萬億英哩(約合4.8萬億公里)遠，這意味著飛船將開始時間旅行，屆時，它的速度接近於光速，在船上待一天，相當於在地球上待兩天。
　　再經過另外兩年全負荷動力飛行，太空飛船將到達其最高速度——相當於光速的99%。在這一速度下，在船上待一天，那就意味著在地球上度過一年的時間。太空飛船確實“飛進”了未來。時間變慢還有另一個優勢，從理論上講，這意味著我們一生當中可以跨越無盡的距離。探索銀河系邊緣之旅將耗費80年的時間。
　　然而，未來之旅真正驚奇之處在於，揭示整個宇宙有多麼的奇特。在宇宙中，不同的地點，時間運行的速度不同；微小的蟲洞存在於我們周圍每一個角落；最終，我們將利用掌握的物理學知識，成為穿越第四維的真正宇宙旅行者。

作者: gst63420 時間: 2013-9-3 07:08 PM

有點長,但也看完了,在有生之年應該看不到了

作者: SonnFrosty 時間: 2013-9-3 07:19 PM

也許什麼時候就會有穩定的技術可公時間鋁型說不定

作者: steve42125 時間: 2013-9-3 08:00 PM

看完是看完了......
不過超出我能理解的範圍XD

作者: play3017 時間: 2013-9-5 12:43 PM

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作者: z59831216 時間: 2013-9-5 02:30 PM

我認為材料也是個問題也需要大量電能

作者: redmoon 時間: 2013-9-8 11:06 PM

看完有一個好玩的問題
因為速度不能達到或超越光速只能無限接近
那麼如果不是作圓周運動達到光速的旅行你想要到未來的時間是跟地球的時間相比
也就是說你已經飛出了跟你想要達到的未來依樣遠的距離當你又坐飛船回到地球飛回來的時間不是又跟地球的時間同步了嗎

作者: bluewingx 時間: 2013-11-6 06:51 PM

我覺得，時間只是人類想出的一種度量工具，就像距離一樣，公分、公尺，
時間就是分、秒。
時間只是在計量萬物運動的變化。
像地球轉了一圈，繞了太陽一圈，或是人體因代謝作用而一天天變老。
這些都是原子遵循著自己的規律運動而產生的變化。
而人類為了替這些變化做出計算才有了時間這種度量工具。

常看很多人舉愛因斯坦實驗的例子，但不知道他本人是不是有提出過時間旅行的相關言論？
從該實驗中，也只能得知他提出的相對論。
那是在引力或壓力的阻力情況下，這些原子的運動減緩，造成時間計算上的相對差異，
而速度越快，這個壓力越大，原子運動也就相對減緩。
這實驗也只能證明，時間可以變慢，但極限應該是靜止，而不是倒回。
時間可以變快，但也只限某物體，而不是整個宇宙物質的運動都加速。
必竟快或慢也只是相對論，如果宇宙萬物的時間都變快了，那在感知上其實沒有差別，
就好像你在火車上以同樣的速率前進的時候，你感受不到速度造成的壓力感。

所以從時間只是物質運動變化的計量方式的觀點來看，時間不可能被倒回，
就好像你向前走了一公尺，你不會因為你倒退走回一公尺就等於你沒走過，
相反的你等於走了二公尺。

以上是我對時間理論的想法，不一定就是對的，
反正科學的理論不就是這樣，相信，它就是對的，不信，它就是不對的。
有不一樣的想法與支持的意見，才會有不一樣的科學發展，
才不會大家全都擠進一個錯誤理論的死胡同，大家都找不到正確的方法。

作者: ey150324 時間: 2013-11-7 09:58 PM

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作者: will_770613 時間: 2013-11-7 10:04 PM

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作者: chenkm8888 時間: 2013-11-9 10:39 PM

我記得Discovery有一部影片是介紹這個的

作者: 6948 時間: 2013-11-10 10:45 PM

to 七樓
按照你的問題：從地球到某點假設自身過了一周，地球過了100年，再折返飛回來時感覺就是兩周，地球過200年阿~
不過你要問的應該是雙生子弔詭吧!??
就是既然太空船相對地球以近光速v前進，導致太空船上時間流速減緩；那地球同樣相對於太空船以v遠離，則地球上時間也減緩。
關於這個弔詭請自行維基吧，雖然維基上寫的我看不懂

作者: b923012015 時間: 2013-12-24 10:48 PM

大師不也說了嗎造出來後不當的利用會使世界崩壞

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