观念天文学:孪生子弔诡,让你可以回到未来

观念天文学:孪生子弔诡,让你可以回到未来

图片来源:Pixabay. CC0 Licensed.

作者/戈特J. Richard Gott 

编按:本套书是最受欢迎的天文通识课,由三位世界级天文物理学家主讲,一路带领着我们遨游浩瀚无垠的宇宙,是最完整有趣的宇宙导览手册。

孪生子弔诡是说,有一对双胞胎姊妹,其中一位留在地球的家中。另一位则到太空旅行,等她回到地球时,发现自己比地球上的姊妹年轻。

你可以用这种方式,访问未来。如果你想要到1,000年后的地球去访问,你只需要搭上一艘太空船,以99.995%光速的速度飞往500光年外的参宿四。你时钟的走速会是地球上时钟走速的1/100。根据地球上的钟,你要花500年的时间才会到达那里,但是太空船上的你只会老5岁。以99.995%光速飞回地球的过程中,你会再老5岁。但是当你回到地球上时,会发现地球已经过1,000年了。你已经在时间上旅行到未来了。

不过,像这样的旅程,花费将远高于目前NASA的经费!而且,现在我们当然也还没有建造这幺快的太空船的技术,但是从物理定律的角度来看,我们知道这件事是可能达成的。我们已经能够利用粒子加速器,将质子加速到比这更快的速度,所以知道这样的速度是可能达到的。这纯粹是经费与工程的问题而已——NASA,别忘记喔。

俄罗斯太空人帕达卡(Gennady Padalka),是到目前为止最伟大的时光旅行者。他在俄国和平号太空站及国际太空站出任务的过程中,在地球轨道上高速绕行了总共879天,因此他会比待在家里的他年轻1/44秒。(这里的计算还考虑了因太空站的高度,而产生的一些广义相对论效应。)当他到地球上时,会发现地球的年纪已经比他原本预期的多了1/44秒。他已经旅行到1/44秒后的未来。我知道你在窃笑。这的确不是什幺大旅行,不过仍然算是一趟到未来的旅行。

有趣的是,我们真的有一对双胞胎太空人,可以说明孪生子弔诡。马克.凯利(Mark Kelly)曾经花54天的时间待在近地轨道,而他的双胞胎兄弟史考特.凯利(Scott Kelly)曾经花519天在近地轨道从事任务。因为史考特花比较多时间在近地轨道高速旅行,他现在已经比马克年轻了1/87秒。

(本书摘自《观念天文学(上下)套书》)

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