雨落润田 發表於 2023-12-5 15:51:05

什么是现在?我们能否看到,遥远宇宙的现在?

我们能否看到遥远的宇宙中“现在”正在发生的事?如果我们观测一个在几百万光年之外的恒星系,我们看到的只是它几百万光年之前的样子。那我们怎样才能看到它们现在的样子呢?——印度根加讷格尔的13岁的Parul的提问https://p1.itc.cn/images01/20231112/a2ab42c8efad43cc8ba55ce5f8c7c19e.png(图源:Tithi Luadthong/Shutterstock)不妨先来思考两个问题:我们是如何定义“现在”的?我们的“现在”和别处的“现在”又有什么关系呢?我们都知道,没有什么东西的速度可以超过光速——300000km/s。这就意味着,来自宇宙中的遥远天体的光,也要花些时间才能到达地球。科学家们用光年来衡量宇宙的大小,光年是光传播一年经过的路程。比如说,你用望远镜观测一个10光年(95万亿公里)之外的恒星系,你看到的其实是它十年前的样子。https://p5.itc.cn/images01/20231112/b284219096a8489483ca81cab63f50e0.png这个事实仿佛在向我们申明:想看到遥远的恒星系正在发生什么,根本没门儿。不过俗话说的好——上帝关上你的门又关上你的窗时,还会为你打开空调——所以我们不妨去赫赫有名的阿尔伯特·爱因斯坦的相对论中找一找答案。相对论描述了物体与物体、以及物体与周围的时间和空间之间的关系。https://p0.itc.cn/images01/20231112/e59821d743e54c71967fc239ab4fc9e5.png(图解:爱因斯坦与相对论。图源:Weird UK。)【时间旅行】爱因斯坦的理论揭示了一些不同寻常的东西。如果你可以以非常大的速度离开地球——大到接近光速——那么你的时间就比留在地球上的人的时间要流逝得慢。https://p8.itc.cn/images01/20231112/ad085c91205941fcb0a09dfe080d92dc.png(图解:行星围绕恒星天苑四旋转的艺术想象图,它们距离我们10.5光年。图源:NASA, ESA, and G. Bacon (STScI))设想一下,你启航前往十光年外的宇宙,然后折返回来,同时地球上有一个你的孪生姐妹。对于你们俩来说,你离开后你们的时间将会走得不一样快——你回来时,你的姐妹会认为过了20年,但对你而言,如果你达到了光速的99%,这次旅程就会只花掉你的3年,这样你的姐妹就会比你大17岁;如果你达到了光速的99.9%,那么这次旅程只会花掉你的1个月,你的姐妹就会比你大将近20岁。https://p0.itc.cn/images01/20231112/670f86267fb2482da26ed3d65610d19f.png(图源:Electronic Circuits。)这看起来像个笑话,但你要知道,这一点都不假。当运动得非常非常快的宇宙射线撞击到地球的大气层时,它们会产生一种叫做μ介子的粒子,这种粒子很不稳定,它们会分裂开,以至于根本不会有μ介子来到地球表面。然而我们确实看到它们了。这是因为它们的时间流逝得比我们的慢,所以在我们看来,它们在分裂之前就来到了我们面前。https://p0.itc.cn/images01/20231112/2e63cc3b7897409aafde60534fe04b0b.png如果你能以光速运动,那么时间就根本不会为你流逝。你的“现在”将会是整个遥远的太阳系,整个星系的“现在”,因为你可以一瞬间就到那里。你可以同时存在于你的开端和你的终结,而别人会看着你在他们的时间之上走过。不幸的是,没有任何有质量的东西,比如人体和宇宙飞船,可以以光速运动。https://p7.itc.cn/images01/20231112/20f2b1e454f244928033006fad799462.png(图解:理论中可以超过光速的曲率驱动飞船的假想图。其实超过光速的不是飞船本身,而是飞船周围空间形成的“阿尔库贝利气泡”。然而,这需要非常大的能量。——译者注)时间并不是客观不变的。正是你和你看待世界的方式,赋予时间以意义。当你思考时间时,它就是生命最大的奥秘。https://p9.itc.cn/images01/20231112/35c318c4d01f439499e376aa9b0cdfc1.jpeg(图源:worldsciencefestival。)※附上一首译者看过的小诗,也许会给你一些,关于时间的,不一样的思考。“时间也许并不存在从距离和速度上衍生的量度为方便生活而虚构的东西在虚无中诞生的时间只是空间一个函数扮演的角色自以为游离万物之外的观测者在静止的世界中有了动态的感觉”https://p1.itc.cn/images01/20231112/33acd1b8f3d34e1588ccf6879af0bc7a.png
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