引力無窮的超大質(zhì)量黑洞
恰恰在銀河系中心，距離地球2.6萬光年遠(yuǎn)的地方，擁有銀河系中最重的天體——一個質(zhì)量相當(dāng)于四百萬個太陽的超大質(zhì)量黑洞，在自身引力作用下，它被壓縮為一個點(diǎn)。距離這個超大質(zhì)量黑洞越近，遭遇的引力就越強(qiáng)。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(zhì)量黑洞對時間具有顯著的影響，令其減緩的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銀河系中的任何物體。這使得它是臺“天生的時間機(jī)器”。
我喜歡想象宇宙飛船如何能充分利用這種現(xiàn)象。如果某個航天機(jī)構(gòu)正在控制從地球發(fā)射的探測器，他們會發(fā)現(xiàn)繞軌道運(yùn)行一圈的時間為16分鐘。對于飛船上的勇敢者來說，靠近這個超大質(zhì)量物體，時間就會慢下來。在這里，引力影響遠(yuǎn)比地球引力極端。機(jī)組人員的時間將會減慢一半。對于原本每圈要耗費(fèi)的16分鐘，他們其實(shí)僅經(jīng)歷了8分鐘。
想象一下，當(dāng)飛船及機(jī)組人員繞這個黑洞運(yùn)行五年時，別的地方已經(jīng)過去了十年。當(dāng)他們回到家鄉(xiāng)，地球上的人比他們老了五歲。所以，超大質(zhì)量黑洞就是一臺時間機(jī)器，當(dāng)然，這還不是非常的實(shí)用。超大質(zhì)量黑洞之所以比蟲洞更有優(yōu)勢，是因為不會激發(fā)悖論。此外，它不會因反饋?zhàn)呱献晕覛缰贰?/p>
然而，通向未來之旅并非一路坦途。地球距離未來世界漫長無邊，讓我們距離未來非常遙遠(yuǎn)。幸運(yùn)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(shí)的時間機(jī)器最后、也是最大的希望。旅行速度必須超級快，甚至比避免被吸進(jìn)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(shí)所致。宇宙中存在著速度限制，即每秒鐘18.6萬英里(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(xué)界最成熟的理論原則之一。無論是否相信，以接近于光速的速度旅行可以將你送達(dá)未來世界。要想理解這一點(diǎn)，我們可以想象一個具有科幻色彩的交通系統(tǒng)——一條遍布地球周圍的軌道，為超高速火車準(zhǔn)備的軌道。我們將利用這列想象出來的火車，盡可能地接近于光速，看它如何變成一臺時間機(jī)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(yùn)行。
如何突破速度限制
達(dá)到光速意味著繞地球運(yùn)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(qiáng)勁，它永遠(yuǎn)也無法到達(dá)光速，因為物理學(xué)原理令其做不到這一點(diǎn)。假設(shè)它接近光速，距離這一終極速度還有一點(diǎn)距離。現(xiàn)在非同尋常的事情發(fā)生了。列車上的時間相對于地球開始減緩，就如同靠近超大質(zhì)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(hù)速度限制，原因并不難理解。
想象一個孩子跑向迎面而來的火車。他前沖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(guī)律會令列車上的時間減緩，使得這一幕永遠(yuǎn)不會發(fā)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(hù)”速度限制。這一事實(shí)源于耗費(fèi)多年踏上未來之路的可能性。
想象一下這樣的場景：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年以后，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(dāng)他們離開火車，會發(fā)現(xiàn)一個完全不同于車上環(huán)境的世界。在一周內(nèi)，他們已經(jīng)在通向未來的道路上前進(jìn)了100年。
當(dāng)然，建造一列能達(dá)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(jīng)在位于瑞士日內(nèi)瓦的世界最大的粒子加速器——大型強(qiáng)子對撞機(jī)——建造了這樣的裝置。大型強(qiáng)子對撞機(jī)位于瑞士和法國交界地下100米深處一條總長16英里(約合25.75公里)的環(huán)形隧道內(nèi)，一旦開足馬力，這臺對撞機(jī)能在瞬間從零加速至每小時6萬英里(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(yùn)行，這時，速度將接近于光速。但是，就像是上面描述的那列火車一樣，它們永遠(yuǎn)無法到達(dá)這一終極速度，最快只能達(dá)到光速的99.99%。發(fā)生這種情況的時候，進(jìn)行時間旅行是不切合實(shí)際的。由于一種稱為兀介子的“短命”粒子，使我們了解了這一點(diǎn)。通常情況下，兀介子會在250億分之一秒內(nèi)分解。當(dāng)它們被加速至接近光速時，壽命是以前的30倍。
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