说起爱因斯坦到底有多牛,大家可以看看他去世之后,科学家们为了研究这位“时间弯曲者”的大脑,竟然直接把他的脑子切片了。说白了,爱因斯坦厉害就厉害在他颠覆了牛顿力学的一个基本假设:时间永远不变。在牛顿看来,“天上一天,地上一年”就是胡说八道;但在爱因斯坦的理论里,这完全是可以被计算和验证的物理现象。 为了让大家理解时间为啥会被速度拉长,爱因斯坦先给宇宙定了个规矩:光在真空里永远以每秒30万公里的速度奔跑,谁也拦不住它。有了这个铁律,我们就能推导出速度越快时间越慢的现象。比如说你坐在一艘每秒10万公里的飞船上扔个苹果。在你看来苹果就是直直地飞出去再落下来;但飞船顶上的灯光依旧是以每秒30万公里的速度垂直穿过去。对飞船里的人来说光走的是S1这段距离;但在外面看,光其实得绕个弯追着飞船跑成S2这段斜线。因为光速不变且S2比S1长,所以舱外的时间就被拉长了。 接下来咱们聊聊个更直观的例子:辣条。在飞船上吃辣条需要10分钟消化2小时这是正常的。可是地面上的朋友看着辣条包装袋就像慢动作播放一样,吃完消化完可能得好几十岁过去了。等你返航回家发现孩子都变成老头了,而你自己还是当年的样子。这时候时间旅行就完成了,根本不需要什么时空隧道。 狭义相对论有个红线:任何东西都不能超过光速。不过广义相对论给大家留了个后门:把时间当成第四维来处理形成四维时空。这就好比一张布被重物压弯了,球就会沿着弯曲的路线滚过去。当大质量物体相撞时布面会产生涟漪也就是引力波。如果飞船能利用这种涟漪让空间折叠起来理论上就能实现瞬移。这看着像是超光速其实只是走了条近道。 霍金曾经明确表态:时间机器只能让你看到过去或者前往未来,回到过去纯属科幻幻想。“祖母悖论”也就是那种你穿越回去改变历史的桥段也就不攻自破了——未来要是真有人造了时光机却不回来发福利或者看我们一眼的话原因就在这儿。 除了广义相对论还有一种叫“虫洞”的理论就是把折叠的空间像拉链一样拉开当成通道使用。虽然听起来很浪漫但计算结果非常吓人:想要制造一个能塞进去飞船的虫洞所需的能量比整个宇宙加起来还要多。说白了不是造不出来而是宇宙自己都舍不得提供那么多燃料让我们这么干。所以虫洞理论至今还只是停留在数学公式里大家只能对着它当个理想目标看看罢了。 最后再说说为什么我们还在学牛顿力学吧。虽然爱因斯坦已经证明了牛顿错了但在地球引力或者日常速度这些低速场景下牛顿的误差小到可以忽略不计;只有当你飞到深空或者接近光速时才需要请爱因斯坦出场帮忙解释情况。牛顿就像是日常生活的简化版而相对论才是宇宙级的高级模式这两者其实是互补的关系谁也取代不了谁。