【时讯】跟着时间穿梭机去旅行

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物理学家们为实现时间旅行的梦想进行了很多研究，但这样的计划依然存在着无法逾越的障碍。 康涅狄格大学的罗纳德·玛丽特教授希望利用时间机器与父亲团聚。

回到过去，进入未来是人类支配时间，进行时间旅行的梦想。 这是一个持续了几个世纪的梦想，随着物理学的迅速发展，逐渐清晰起来。 最近，美国康涅狄格大学物理学教授罗纳德·玛丽特表示他掌握了再次制造时间机器的理论。 现在25万美元就可以制造这样的机器。

理论物理学家庭用的“精密”解释给我们描绘了时间机器的美好未来。 只是，接受采访的专家对这个未来会实现吗，给出了否定的回答。

一个小时旅行持续了200年的梦想

1773年，塞缪尔·马登( samuel marden )在着作《20世纪回忆录》中描述了一位天使给当时的人们带来了1998年的文件。 这是世界上第一部描写时间旅行的小说。 此后200多年来，物理学家们为实现时间旅行的梦想而努力探索。

1895年，赫伯特·威尔士( herbert wells )发布了有名的“时间机器”，指出“时间是空间，我们可以在空间中穿梭”。 这部作品激励了所有的网民，美国康涅狄格大学物理学教授罗纳德·玛丽特( ronald mallett )就是其中之一。

少年失去了父亲，玛丽特总是想和父亲团聚。 “时间机器”使玛丽特抱有希望。 借了这本科幻小说，他知道了另一个“时光机”会回到过去。 玛丽特有点吃惊。 这一年他十岁，出于制造时光机的想法。 之后，玛丽特试图使自己成为理论物理学家，利用广义相对论使“时间旅行”的计划逐渐摆脱了幻想的阴影。

其实，2001年，玛丽特关于时间机器的想法引起了物理学界和媒体的关注。 当时的《新科学家》杂志对此进行了详细报道，得出结论说:“玛丽特并没有疯，实际上现有的物理学理论使时间飞机的构想摆脱了所有的束缚。”

玛丽特详细解释了自己的“时间穿梭”。 看起来像直径几米的圆柱状光漩涡。 事实上，这是一系列激光束光环形成的巨大重力场，场中心的强大力量足以扭曲时空。 因为，如果把一个粒子放在光环中间，粒子就会被重力场拉走。 靠近重力场的话，表和生物钟会慢，有时会被反方向拉。 所以，一个身体进入这个“时间隧道”，可能会在过去的某个时刻出现。

玛丽特对自己设计的“时间穿梭”比以往所有相似的设计都简单地进行了评价。 他估计总投资额不过25万美元。 但是，这个构想中的“时间机器”不像科幻小说中描绘的那样，可以自由往返，随时自由到达。 只能返回到机器第一次启动的时候。 例如，假设1月1日启动机器，运转3个月。 进入“时间机器”后，只能返回到启动机器的起点，即1月1日。

2进入未来有两条路

使用广义相对论来描绘心中的时间机器的物理学家不仅仅是玛丽特。

1974年，美国物理学家泰勒( frank tiple )设想建造巨大的圆柱，使其高速旋转。 那样的话，就有可能扭曲周围的时空。 之后，美国理论物理学家索恩( kip thorn )提出了著名的“虫洞”理论。 许多时间机器构想源于其关联理论和构成空间的三个维度一样，时间也是可变的维度的观念。

直到1905年，物理学家们认为时间就像射向未来的箭，射不回头。 1905年，爱因斯坦发表了相对论。 他建议，时间就像更浩然的河流，物质和能量的存在可以瞬间改变河流的流动。

相对论为我们提供了两种在未来的时间旅行的方法。 一个是高速运动。 这项运动的结果是时间的扭曲。 北师大物理系教授刘辽指出:“这是在狭义相对论下建立的假设。” 另一种方法是扭转重力场来代替高速运动。

用第一种方法完成时间旅行很难。 普林斯顿大学的天体物理学家戈特( richard cott )以和平号轨道空间站为例，其运行时速为28000公里。 即使这样运行两年，也只能让坐在其中的宇航员提前1/50秒进入未来。

中国科学院理论物理研究所的李815研究员指出，只有在非常极端的相对论条件下，我们才能看到明显的时间变化。 真正穿越时空需要接近光速的速度。

不可超越的界限

接近光速会扭曲时间，也会发生惊人的现象。

假设有一对孪生兄弟，哥哥以接近光的速度开始太空旅行，弟弟在家。 以接近光线的速度旅行，时间会变慢。 哥哥到达十光年外的目的地后以同样的速度回到了地球。 对留在地球上的弟弟来说已经过了20年，但对旅行中的哥哥来说只过了3年，所以哥哥回到地球的时候，就会意识到自己进入了“17年后的未来”。

这是有名的“双胞胎荒谬”。 这只是物理学家对时间机器的绝妙构想。 为了真正实践，我们必须面对一点困境。

光速是不可逾越的极限，任何物体都不能移动得比光快。 要使以光速运动的物体加速到与光相同的速度，需要无限的能量。 科学家估计，要把10吨重量的负荷加速到光速的99.9%，需要100亿焦耳的能量。 这相当于现在全人类几个月的能源生产总量。 大部分的时光机制造理论都会在“汽油问题”的酷刑中失败。

新知特辑采录本报记者李健亚

本专题感谢:李2815 (中国科学院理论物理研究所研究员)

刘辽(北京师范大学物理系教授)

星河(科幻小说家)

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