
文章图片

文章图片

文章图片

文章图片
相对论表明 , 时间并不是绝对的 , 较大的引力和较高的速度会使时间流动得更慢 , 许多实验也证实了这一点 。 例如 , 当我们把一个原子钟放在海平面 , 另一个原子钟放在山顶时 , 我们发现海平面上的原子钟比山顶上的原子钟要慢一些 。 所以去未来旅行的想法一点也不奇怪 , 如果你能把自己加速得很快 , 或者把自己放在一个极端的引力源附近 , 你的时间就会过得相当慢 , 可能你一天的时间就相当于地球一年 。 当你再次回到地球时 , 你就这样穿越到了未来 。
问题是 , 你如何回到最开始的时间?如果你再也回不来了 , 那么
光锥的概念为了更好地理解时间旅行 , 理解光锥的概念很重要 。 我们生活在三维空间和一维时间的宇宙 , 但为了便于我们对四维时空的可视化 , 我们消除了一个空间维度并替换上时间维度 。 为了在所有轴上都具有相同的单位 , 我们将时间乘以光速来转换成长度 。 该图上的所有点都称为事件 , 所以在这个图上 , 一个在空间中静止的对象将创建一条竖直向上的线 , 因为它只会在时间上移动 。 在空间中移动的物体将创建一条斜线 , 因为它在时间和空间维度上都移动了 。 这些线又被称为世界线 。
如果我们点亮一盏灯 , 这一点将是一个事件 , 我们可以称它为事件A 。 它会创建一个圆锥体 , 因为光会在空间维度和时间维度上传播 , 圆锥体代表了所有可以与事件A有因果关系的未来事件 。 事件A也有一个过去的光锥 , 它代表过去与事件A有因果关系的所有事件 。 锥体外的点是与事件A没有因果关系的事件 , 换句话说 , 它们不会对事件A产生影响 。
坐标的设定使得任何以光速运动的物体总是与垂直方向形成45度角 , 所以任何运动物体的世界线总是在圆锥内或圆锥上的某个地方 。 任何在光锥内移动的世界线都被称为“类时”;一个以光速运动的粒子在时间和空间分量之间会以45度角运动 , 像这样的世界线被称为“类光” , 因为它就是光移动的方式 。 如果一个物体的世界线越过了45度角向空间分量倾斜 , 我们称它为“类空”世界线 。 由于这是在光锥之外 , 这意味着物体的速度超过了光速 。 原则上 , 只要没有信息被传输 , 这种世界线就不会有任何问题 , 否则这将破坏因果关系 。
光锥与黑洞如果我们想要让时光倒流 , 超光速
最简单的时空是
现在让我们看看落入黑洞的物体的光锥会发生什么?当物体开始慢慢靠近黑洞的时候 , 我们可以看到它的光锥开始慢慢倾斜 。 随着物体越来越接近黑洞 , 只有以越来越高的速度远离黑洞的世界线才能逃离它 。 而在黑洞的视界上 , 类光世界线恰好与之对齐 , 所有未来的事件都指向黑洞视界内部 。 随着物体继续移动 , 光锥将在黑洞中继续倾斜 。 最终 , 光锥将完全指向黑洞
推荐阅读
- 10个月卖出36万件,爆火的考古盲盒,凭什么出圈?
- 你想在系外行星上加一点冰吗?
- 黑洞里发生了什么?量子计算和机器学习或许会给出答案
- 模拟黑洞内部,美国科学家们将相对论和粒子物理学结合了起来
- 黑洞周围能存在生命吗?
- 宇宙中最大的天体之一
- 怪事?南极出现巨大“黑洞”,3年“偷”走150亿吨冰!
- 穿越到未来是人类的梦想,科学家认为可行,提出4种方法