时间机器的制造

    时间机器的制造 (第1/3页)

    《时间机器》是英国作家黑・格・威尔士最着名的两篇着作之一（另一篇是大家都再熟悉不过的《世界大战》），这两篇作品在当时曾令我沉溺了好久。而其中最使我感兴趣的是时间旅行的奇妙之处：这在当时还引发了一场关于时间旅行的社会问题及伦理的大争论。故事情节同样的引人入胜，充满了惊险刺激和悬疑。《时间机器》运用了某种近乎恐怖的手法和错综复杂的情节，展示了一个震撼人心的感人故事。时间旅行家是对科学有所藐视的韦尔斯式的英雄（凡尔纳式的英雄比较推崇科学技术），具有极强的能力，却无法改变现实。整个作品给人以某种荒凉的感觉。数十年来，时间旅行一直处于主流科学的边缘。然而,近几年内,该话题在一些理论物理学家中间已成了个人的研究爱好。这一变化部分是出于娱乐消遣――想象时间旅行可是件趣事。但此项研究也有其严肃的一面。理解因果关系是尝试建立一个统一的物理学理论的关键部分。如果无限制的时间旅行是可能的，那么在原则上，这样一个统一理论的xìng质可能会受到极为严重的影响。我们对时间最完善的理解来自einstein的相对论。在这些理论诞生之前，时间被广泛地认为是绝对的和普遍的，不管人们的物理状态如何，时间对于每个人都一样。在einstein狭义相对论中，他提出测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动。至关重要的是，运动状态不同的两名观察者对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。经常用“双生子佯谬”描述的那个效应：假定sally和sam是双胞胎，sally搭乘一艘飞船以高速驶向附近的一颗恒星去旅行，然后折返飞回地球，而sam只呆在家里。对于sally而言，旅行大约持续了一年，但当她返回到地球并跨出宇宙飞船时，她发现地球上已经过去了10年，现在她的兄弟比她大九岁。尽管他们在同一天出生，可是sally和sam是不再具有相同的年龄。这个例子说明了一类有限的时间旅行。实际上，sally已经跳跃到了九年后的地球的未来。系统详细情况累积的时间差航空飞行以920千米的时速飞行八小时10毫微秒（相对于惯xìng参考系）核潜艇巡游在300米的深处呆六个月500毫微秒（相对于海平面）宇宙shè线中的zì yóu中子能量高达1018电子伏特由15分钟延长至30,000年中子星红移度为0.2时间膨胀了20%（相对于外太空喷气式飞机走慢了被称为时间膨胀的效应，总会发生于两名作相对运动的观测者之间。在rì常生活中我们不会察觉到奇异的时间挠曲（timewraps），因为只有当运动接近于光速时，这一效应才会变得显着。即使以飞机的速度，在一次典型的旅行中的时间膨胀总计就仅仅几纳秒――还不够完成一次威尔斯式的冒险（此处应该指威尔斯的科幻小说《时间机器》中短暂的时间旅行――译注），不过原子钟有足够的准确度来记录此项变化并证实时间的确被运动延长了。所以旅行到未来是一个已被证明的事实，即使迄今为止它只达到了如此无法令人激动的程度。建造虫洞型时间机器的三个不太简单的步骤1.寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。大型虫洞可能天然地存在于外太空中，是宇宙大爆炸的遗留物。若事实并非如此，那我们只好凑合着使用比原子更小的虫洞，它们或者是自然的产物（在我们周围，每一瞬间都有这种小型虫洞诞生和消亡），或者是人造产品（就如此处图中所示，它们由粒子加速器生产出来）。这些更小的虫洞必须被扩大到实用的尺寸，也许要使用那些在宇宙大爆炸不久之后导致空间膨胀的能量场。2.使虫洞稳定下来。注入利用所谓的casimir效应由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞坍缩为密度无穷大或接近无穷大的一点的趋势。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。3.牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。一个入口可能被安置在中子星表面，那是一颗拥有强大引力场、极度致密的恒星。强烈的引力使得时间变慢。因为在虫洞的另一个入口处，时间流逝得更快，结果这两个入口不但在空间内而且在时间上都被分离开了。为了观察真实而显着的时间挠曲，一个人必须跃出通常的经验领域。在大型加速器里,亚原子粒子可以被加速到接近光速的程度。这些粒子中的一部分，例如μ介子，拥有一台内置的时钟，

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