在一些科幻小说或者电影中,经常有这样的情节,就是人类发明出了可以超光速运动的技术,进而产生了时光倒流的效果,让主角可以回到过去。这究竟是怎么一回事呢?当然,作为一名虽然水平有限但是态度严谨的科普小作者,首先要声明的是,在目前的理论体系与技术条件下,有质量的物体的运动速度是不可能达到或者超过光速的。但是这并不妨碍人们脑洞大开,联想超光速运动之后的奇妙后果。
图片来源于网络其实,超光速运动之后可以回到过去的说法,并不是那么准确的,更准确的说法应该是,超光速运动之后,你可以“看到”过去。这又是怎么一回事呢?为了便于理解,我们可以先从超声速运动的情况说起。
一般而言,声音在空气中的传播速度大概为340米/秒。我们不能超光速运动,但是超声速还是可以做到的。假设你可以以2倍于声速的速度运动。在12:00:00的时候,你在A点大喊了一声“菠萝菠萝蜜”,
喊完赶紧跑然后以680米/秒的速度向一个方向跑了1秒到达B点,然后停下。这个时候,你跟A点的距离是米。
跑的很快,超过了声速由于声音传播的速度是米/秒,所以再过1秒之后,你在B点听到了你在A点喊的那声“菠萝菠萝蜜”。从某种角度来说,你以超声速运动的时候,就可以“听到”过去了。
听到了“过去”的声音有了上面超声速运动的例子,超光速运动之后可以“看到”过去是不是就很好理解了呢?差不多是相同的道理。为了方便计算,假设你可以以2倍于光速的速度运动。12:00:00的时候你在A点点亮了一盏灯泡,然后你以2倍于光速的速度向一个方向跑出去,跑了1秒,到达B点,然后停下。再过1秒钟之后,你看到了你在A点点亮灯泡的事件。所以,你“看到”了过去的事情。按照这种假设,只要你不停向前跑,然后拥有一台超级牛的望远镜的话,你就可以看到任何一件已经发生过的事情了。
当然,上面的情况只是纯粹的假设,跟目前的理论有很多不符合的地方,比如说时间。如果考虑到时间的相对性,上面的两个例子会有一个很大的不同。在超声速的例子中,你到达B点的时间是12:00:01,然后再等一秒钟,你听到那声“菠萝菠萝蜜”的时候,如果你用望远镜看A点的一个闹钟的话,你会发现这时A点的时间是12:00:02。所以从时间的角度看的话,在超声速的例子中,你不是真的回到了过去。
但是,在超光速运动的例子中就不一样了。如果你带着一块手表,在12:00:00的时候在A点点亮了一盏灯泡,然后到达了B点,然后再过1秒钟看到了你在12:00:00点亮灯泡的事件。那么你刚到达B点的时候,你的手表应该是几点呢?应该是11:59:59!因为再过1秒钟之后你看到你之前点亮灯泡的事件的时候,才是12:00:00。所以你确实是回到了过去。
虽然上面的说的超光速运动的情况只能是假设,但是在这个假设的前提下,脑洞大开的科幻作家们为我们奉上了一部部精彩的小说与电影,这也可以算作是科学理论的奇妙之处吧。
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