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時間隧道

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時間隧道

中文名稱 ：時間隧道 表 現 ：廣延性和伸張性 相對論中提出 ：愛因斯坦的狹義相對論

時間隧道科學界是這樣定義時間的：物質存在的一種客觀形式，由過去現在將來構成的連綿不斷的系統；是物質的運動變化的持續性和連續性的表現。而空間則是這樣定義的：物質存在的一種客觀形式，由長度、寬度、高度表現出來的，是物質存在的廣延性和伸張性的表現。在愛因斯坦的狹義相對論中認為時空是一個平直的平面，而這個時空的平直或彎曲完全是這個時空的內在稟性，並不需一個更高維的空間作為參考物來認定。

基本信息

1905年6月對於這門學科來說是一個開創新紀元的年代，這年偉大的物理學家愛因斯坦提出來前所未有的狹義相對論。1913年他又進一步完善了這一理論——提出了廣義相對論。前者認為物體的運動是相對的，光速不因光源的運動而改變，物體的質量與能量的關係為E=Mc的平方.後者認為物質運動是物質引力場的在引力場中傳播因受引力場的影響而改變方向。這個理論修正了從牛頓以來對空間、時間、引力三者的割裂的看法，從而奠定了現代物理學的基礎。 接着，哈勃望遠鏡在太空發現了一種新的天體——黑洞。所謂黑洞即演變到最後的恆星。由中子星進一步收縮而成，有巨大的引力場，使它所發射的任何電磁波都無法向外傳播。也許，大家在很小時便在故事中聽說過時間隧道，甚至有些人更直接的說出黑洞便是時間隧道。那麼究竟存不存在時間隧道？時間隧道又是怎樣的呢？黑洞與時間隧道又有什麼樣的關係呢？要想了解時間隧道首先了解一下時間與空間吧。時間隧道也許和這一樣，由於某種原因發生扭曲，使我們通過他時跨越了某些時間段直接來到另一個遙遠的時間點，比方說從2005來到2009年。這些又有什麼關係呢？眾所周知黑洞的引力非常的大，其逃逸速度也異常驚人，甚至快於光速。另外愛因斯坦又在其相對論中指出一個物體的速度無限趨於光速時，物體所在時空中的時間便幾乎於定格——異常的慢。為此愛因斯坦為我們打了個比方：假如一列火車的速度達到光速的一半時列車中人的談話便象唱片慢放一樣。從上述結論來看，物體所在的小時空與其周圍的時空便存在一個斷層。而且愛因斯坦的等效原理指出引力場同參考系的相當的加速度的物理性質完全等價，並由推論出時鐘在引力場中走的慢，電波波長會發生變化，光會發生扭曲。由此可看出時間並不可以用一個度量來衡量。不僅僅如此，愛因斯坦的廣義相對論認為由於有物質的存在，時空會發生扭曲，而引力場實際上是一個彎曲的時空。這樣的話，黑洞中便會存在着嚴重的時間與空間扭曲，這個看法也早有科學家指出。寫到這，不妨想一想上文的論述，黑洞中完全有可能存在着時間隧道。究竟有沒有時間隧道，在這裡只能說：存在是相對的，卻是人類能力之外的另一個問題了。

多普勒效應

如果一個鍾，以0.5倍聲速從原點遠去，我們會聽到什麼現象呢？一秒鐘時，它距離原點0.5聲秒距離報1秒，但這個時間我們在原點聽見，需要再過0.5秒，於是我們發現，在本地鍾1.5秒時，遠處的鐘報1秒，本地鍾3秒時，遠處的鐘報2秒，也就是我們在忽略測量時間時，誤以為遠去的鐘慢了。而且速度越快，鐘慢得越厲害。超過聲速我們將追上鍾以前發出的聲音，也就是先聽到鐘敲3下，報3點，再聽到鐘敲2下，報2點，然後聽到鐘敲1下，報1點，這就是超過聲速時間倒流現象！鐘慢、時間倒流現象，都可以用聲音試驗做出效果。在物理上被稱為多普勒效應。然而，儘管看起來相似，多普勒效應和相對有以下幾點區別：

• 1.公式不同。觀測者相對於介質靜止時，多普勒效應的「鐘慢」（或「鐘快」）公式為△t=△t0 (u+v)/u ，其中v為聲源相對於觀測者的遠離速度，接近時v取負號，△t和△t0分別表示觀測者聽到的時間和原有的時間，u表示聲速。而相對論中慣性參考系的公式為△t=△t0/sqr(1-v^2/c^2），△t0為原有的時間，v為光源相對於觀測者的遠離速度，c為光速。
• 2.△t的含義不同。在相對論中，△t的含義是首先先在觀測者所在參考系中的不同點校對時間以使時鐘同步。然後光源到哪裡，就用哪裡的時間。換句話說，光源到達A地方這個事件和到達B地方事件的時間間隔△t是指在觀測者所在參考系中A地方和B地方的時鐘所記錄的事件的發生時間的差。而在聲音實驗中，△t的含義是聲音傳到觀測者處的時間間隔。若在聲音實驗中採取相對論△t的含義，將得到△t=△t0 ；若在相對論中採取聲音實驗△t的含義，將得到光的多普勒效應公式△t=△t0/sqr[(1+v/c)/(1-v/c）]。
• 3.多普勒效應中遠離觀測者時出現「鐘慢尺縮」，接近觀測者時出現「鐘快尺漲」，這對應於公式中v的正負號問題，而相對論無論接近還是遠離都是鐘慢尺縮，這對應於永遠非負的v平方項。如果雙生子中的一個以近光速往返，那麼他（她）就會變得年輕，這裡的年輕是從細胞到記憶各個年齡指標的全面的內在的年輕。而如果只是以近聲速往返，那麼接近和遠離的多普勒效應剛好抵消，兩人年齡一致，只不過遠離時聽起來時間過得更慢，返回時時間聽起來過得更快罷了。
• 4.在聲速實驗中可以出現超聲速，其後果是簡單的表象的「時間倒流」，就像你可以錄音後隨意地倒放錄音一樣，不會發生奇異現象，這對應於△t成為負數。光速實驗中不可以超光速，這對應於負數開根號，洛倫茲變換直接崩潰。所幸E=mc^2=m0c^2/sqr(1-v^2/c^2）表明需要無限的能量因而不可能把靜止質量為正的物體增加到光速，更不可能出現超光速現象。至於萬一超光速了會發生什麼，與之相關的理論都不完善，而且存在很多矛盾和誤解，有待科學家進一步討論。一種說法是，超光速將導致內在的時光倒流，因而可能導致因果關係顛倒。

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時間隧道真的存在嗎？真的可以了卻遺憾嗎？