在爱因斯坦那震撼世界的相对论问世之前,若有人提出相似之问,定会被斥为荒诞,视作癫狂。盖因在相对论出现之前,人们普遍相信时间与空间乃是绝对不移的存在。彼时之观念,时间便是时间,空间即空间,二者毫不相干。且无论何人何地,一分钟之长短皆一。
此种观点,被称为绝对时空观,亦是牛顿力学之基石。然而,爱因斯坦在1905年推出其狭义相对论,如雷贯耳,彻底颠覆了人们对时空的固有理解。
在狭义相对论的范畴之下,时间与空间不再是板上钉钉之事,而是变得极具弹性。时间与空间也不再各自为政,而是合为一个整体,不可割裂。
更甚者,速度的快慢会影响时间的流逝。具体而言,速度越快,则时间过得越慢。这便是所谓的时间膨胀效应,与之伴随的还有长度收缩效应,两者不分伯仲,不可分离。
在狭义相对论中,有一概念至关重要,即光速之极限。任一物体之速度皆不能逾越光速。此与牛顿力学大相径庭,在牛顿力学中,只要施加外力,物体便可无限加速。
倘若时空真是绝对的,则光速之限便会成为人类星际之旅的枷锁,即便以光速前行,于宇宙间亦步履蹒跚。
但狭义相对论表明,时空并非绝对,速度可影响时空,物体越接近光速,时间膨胀与长度收缩效应愈加明显。
以通俗之语言描绘,若你乘坐一飞船,以接近光速飞行,你所度过的一分钟,地球或已过数小时、数年,甚至无数岁月,前提是你的速度须极近光速。
如此,在短短的一分钟,你或已飞跃无数光年。若飞船真达光速,则任一遥远之地,皆在咫尺之间,即便宇宙之尽头,亦是一蹴而就。
因时间膨胀与长度收缩不可分离,我们易于通过长度收缩理解。当飞船达光速之瞬,任一远方,于你而言皆触手可及,整个宇宙仿佛浓缩至一点,展现在你眼前。
虽飞船不能达光速,此仅为假设。严谨而言,应为飞船以近光速飞行。
至此,你应已明了,若你以光速离地,无论时长,地球时光皆已流逝久远。
在这种情况下,你自不能复返地球,亲朋好友亦不可再见。因地球乃至宇宙本身皆已不复存在。
这也许是自然界阻止我们达光速之原因,以免我们瞬间消亡。
为何光速飞行会致我们瞬间消亡?实际上,在你光速的一刹那,宇宙已过无尽岁月,意味着其已走向终结。宇宙皆已不在,何来我们的存在?
若你仍能安全存留,则矛盾丛生。因此,无论如何,我们不可能达到光速。
当然,接近光速飞行,时间确实会变慢,返回地球时,若地球仍在,地球时间或已过数百万年,仿佛你穿越至地球的未来。
并且,接近光速的速度,也确实能助我们实现星际旅行。因速度接近光速时,无论距离多远,皆变得触手可及。例如,4.2光年之外的比邻星,对你而言,可能仅数公里或几十米之遥。
4.2光年,是在地球上所见之距离,对飞船上的你而言,因长度收缩效应,此距离可能缩至数公里甚至几十米。
正因如此,我们才说,光速限制并不会束缚人类的星际旅行。只要速度足够接近光速,我们便可自由穿梭于浩瀚宇宙。
但实际上,让飞船如此高速飞行,需要巨大能量,现实中几乎不可实现。
更可行之法,或为操纵时空结构,间接达成“超光速”,如,在时空中形成“时空曲泡”,飞船于其中相对静止,而时空曲泡以超光速前行,带动飞船飞驰。
此法不违背相对论,因时空超光速移动并不传递信息。
更迅捷、更直接的方式,则是虫洞,这是连接两处不同时空的捷径,使我们能瞬间跨越遥远的时空。