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时间:2015年12月22日 信息来源:湘智离心机 字体: 打印此页

   许多天文学家都声称,地球之外肯定存在外星生命。但是,当被问起人类究竟何时能够发现外星生命时,他们又表示可能性很小。近期的一些发现似乎又让许多激进的人看到了寻找外星生命的希望。从概率的观点看,我们发现的恒星越多,行星也就越多,因此外星生命存在的可能性就越大。不久前,美国宇航局发布了一项争议性的发现,即一种细菌可以用砷来代替磷作为自己的DNA组成物质,而砷则对于大多数生命都是有毒的。这一发现引起了广泛的争论,因为此前难以想象生命竟然如此多样化。“搜寻外星智能”计划资深天文学家塞斯-什斯塔克表示,“无论身处何地,生命总能找到东西吃。”

 如果真的存在外星生命,那么以目前的情形看,与他们的通信或者去拜访他们,将面临重重困难。因为最不乐观的就是速度问题。近年来,科学家们也一直在致力于超光速的研究。相对于理想中的“超光速”,现有的旅行速度太慢了。贝勒大学物理学教授杰拉德-克利弗尔认为,在“量子纠缠”现象中,信息的传播速度似乎比光速快。2007年和2008年的两次实验表明,“量子纠缠”的速度至少是光速的1万倍。未来实现超光速的方法可能是跳跃到多维空间中,不过这种方法目前我们还无法理解。美国宇航局突破推进物理学计划前负责人马克-米利斯现致力于研究星际旅行,他表示,“肯定还有我们没发现的物理学领域。”米利斯举例指出,暗物质和暗能量或许能够为我们带来曙光。

  由于突破光速极限至今未能得到真正实现,穿越时光旅行似乎更加难以想象。爱因斯坦告诉我们,时光流逝是相对的。距离巨大物体(如地球)中心越远,时间过得越快。 科学家研究发现,一个物体越接近光速,时间对它来说就会越慢。因此,一部时光机器就可以简化为一台巨大的离心机,这部离心机可以让一个人以接近光速旋转。不过,美国查普曼大学量子研究中心主任杰夫-托拉卡森认为,这种方式有可能让离心机内的那个人四分五裂。美国亚利桑那大学宇宙学家保罗-戴维斯表示,“要想实现时光旅行,这只是资金和工程学的问题。人类总有一天会迈出这一大步。”

自从有了爱因斯坦的广义相对论以来,时光机器成了物理学家的一个严肃的研究对象。在此之前,科幻小说作者赫伯特·乔治·威尔斯在1895年写了一部小说《时光机器》,小说的主角是一个业余发明家,发明了一部可以在时间中旅行的机器。将时间看成第四维:如同我们可以从空间的一点走到另一点,时光机器可以帮助他从一个时间走到另一个时间,既可以走到未来,也可以回到过去。

在物理学中,走向未来并不困难,因为我们每个人都在走向未来。问题是,我们能不能在有生之年走向遥远的、超过我们寿命的未来?这在狭义相对论中也不困难。所谓的双生子佯谬,说的就是这种可以发生的事,只要我们乘上速度接近光速的飞船,飞完一圈后回到地球,我们就会发现本来和我们同时的人比我们老很多,甚至不存在了,这是相对论时间缩短效应,我们的时钟相对地球的时钟变慢了,从而我们也显得年轻了(我们身体内部的一切过程都变慢了)。引力场也会起到同样的作用,假如我们能够到一个黑洞的边缘旅行一次再回来,也能在有生之年走到遥远的未来。当然,现代技术还不能够实现这个理论上是可能的事。

不过,在爱因斯坦的理论中,时空弯曲是物质引起的,就像电磁场的存在是电荷和电流引起的一样。爱因斯坦的方程到底允许不允许类时闭合线的存在?在非常特殊的情况下,的确可以,例如在一个旋转的黑洞内部。就存在类时闭合线。有些人认为,当我们将量子力学的效应包括进来的时候,类时闭合线就不再存在了,也就不会发生前面提到的荒诞的事件。

与时间旅行相反,即使是爱因斯坦的理论也不允许虫洞的存在。当然,现在还没有人能够严格证明这一点,但人们在研究方程的时候常常发现负能量才能够产生虫洞。虫洞如果存在,也能够被利用制造时光机器。将虫洞的一个出口相对另一个出口加速绕一圈再回来,就能形成时光机器了





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