答案是显而易见的:若你尝试以光速翱翔于宇宙间,那么重返地球的梦想便会化为泡影。哪怕在你的世界里仅流逝了一分钟,现实中的地球早已消失在时间的长河里。更不用说整个宇宙都将不复存在。这样的旅程意味着你需要逃离现有的宇宙,目的地则是我们所不能知悉的未知领域,与我们生活的宇宙毫无瓜葛。
但问题在于,你的存在本就是宇宙的一分子,依宇宙而生。若宇宙湮灭,那么你亦无从谈起。这样的矛盾揭示了光速旅行的不现实性。
在科学领域,分析结果同样否定了光速旅行的可能。我们至多能做到的,就是无限逼近光速。而当你的速度已近乎光速,想要再加速一步,则需投入无穷的能量,甚至得动用整个宇宙的资源。
究其原因,得从光的本质说起——光独有其特殊性。
通常我们对速度的认知都离不开参照物,比如驾车时仪表盘上显示的速度,实则是相对于地面的速度。
然而,麦克斯韦方程组的惊人推论却得出了一个与参照物无关的光速公式,它只与真空的介电常数和磁导率有关。
正是对这组方程的深入研究,激发了爱因斯坦的灵感(当然,过程远非一蹴而就),进而提出了革命性的光速不变原理,主张光速的绝对性,无需参照系。也就是说,不论与何种速度相加,结果仍是光速。
“光速不变原理”正是狭义相对论诞生的奠基石。
后续的科学实验,如著名的迈克尔逊-莫雷实验,进一步证实了这一原理的正确性。
狭义相对论颠覆了我们对时间和空间绝对性的传统认知,提出时间和空间是相对的,会随速度的改变而变化。
事实上,接受“光速不变原理”,时间和空间的相对性便不难理解。
由于在不同参照系下观测到的光速始终如一,显然只有时间和空间会随参照系的改变而变化,以确保光速的恒定。
这两者正是“相对”的——时间膨胀和空间收缩。
狭义相对论进一步揭示,时间和空间不仅是相对的,它们还是一个不可分割的整体,即所谓的“时空”。
速度越接近光速,时间的流逝就会越缓慢,而空间则会相应收缩。这就是著名的“时间膨胀效应”(或称钟慢效应)和“尺缩效应”。它们是相伴而生的,因为时空本为一体。
利用上述时间膨胀公式,我们能轻易计算出当飞船以亚光速前进时,时间的慢化程度。
例如,当飞船速度为光速的0.99倍时,飞船内的一分钟,地球上则过去了约70分钟。
若速度增至0.999999倍光速,飞船内的一分钟,地球却要度过120个小时。
当速度无限逼近光速时,飞船内的时间似静止般缓慢,而地球上的时间则飞逝。最终,飞船内的一分钟,地球却已历经无数岁月,早已沧海桑田。