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为何宇宙中的一切都是历史？ 胡德良 译
科学家们花了300年的时间，通过做实验并进行计算，才确定了光在真空中惊人的传播速度：每秒钟186,282英里（折合299,784公里）。 光在空气中的传播速度比真空中稍慢一点。实际上在一些极度的实验中，已经可以把光减速到犹如爬行，甚至可以使其看起来象是在后退。但是在我们日常生活所遇到的尺度范围中，光传播得极快，以致于我们感觉周围的一切都是实时发生的。 抬头仰望夜空，这种错觉就开始站不住脚了。 “光从那里到达地球需要时间，所以‘那里’越远，光离开那里的时间也就越早，因此我们在某个时刻看到的所有天体都是过去的情形，”马里兰州格林贝尔特国家航空航天管理局戈达德太空飞行中心的科学家佛洛伊德·斯戴克解释说。 光年 我们所看到的相对较近的月球，是它在1.2秒钟以前的情况，而所看到的较远的太阳则是它在大约8分钟以前的情况。可以认为这些测量数据——1.2光秒和8光分，都是既可以描述时间又可以描述距离的。 更远的天体，如其他恒星，距地球非常遥远，其距离通常用光年来计算。光年是指光在一年的时间里所穿行的距离，约相当于6万亿英里（折合10万亿公里）。即使最近的恒星系统——比邻星，也位于四光年开外的地方，所以对于地球上的我们来说，比邻星是四年多以前其光线开始传播时的样子。 这样，光速的有限性使我们能够对过去进行有价值的观测，当我们极力遥望之时，对宇宙观察得距离越远，我们所观察到的情况在时间上也就越早。 斯戴克说：“就遥远的星系来说，我们所看到的是它们在亿万年前宇宙相对年轻时候的情况。” 遥不可见 有些星系特别遥远，其光线尽管行走了137亿年，但仍没有足够的时间到达我们地球。还可能存在更为遥远的天体，它们将永远不为我们所知。 斯戴克指出：“因为宇宙正在膨胀，而且膨胀的速度好象在加快，所以可能存在这样的情况：如果遥远星系的光线因不具备到达我们地球所需的时间，致使我们现在未能看到这些星系，那么我们将永远也看不到这些星系了。” 因此，我们永远无法看到宇宙目前的面貌，我们所看到的只是宇宙发展历史中各个阶段的情况。 要想与宇宙的深处相和合，去看看那里目前的状况如何，将需要一些奇异的旅行手段，如：比光速更快的旅行手段。然而根据爱因斯坦的狭义相对论，比光速更快是不可能的，因为那样所需要的能量将是无穷大的。 “狭义相对论的公式表明：在真空中，无论什么东西都不可能传播得比光速更快。所以，如果在真空中有可能超光速的话，那将是违反狭义相对论原理的现象，”斯戴克告诉《太空网》的记者说。 非同寻常的理论 有办法比光传播得更快，同时又不违反狭义相对论，但是这些超光速的手段要么是以透明媒质（如：水）为传播媒介，要么就是无法进行信息传输。 要想打破太空中的光速极限，做到跟宇宙的交流就如同我们在地球上进行的日常交流一样容易，这被认为是一个几乎无法完成的任务，即使考虑到异乎寻常的理论，也无法完成。 斯戴克说：“有一些假设的理论模型尚未得到证实，其灵感来自于把量子理论跟广义相对论相结合的动机，然而这些理论模型违反狭义相对论。” 这些理论涉及到利用超高能量将具有质量的粒子加速到超光速。也许有可能抄到捷径——通过被称为“虫洞”的时空隧道而到达宇宙的深处。 斯戴克指出：“如果时空中存在稳固的虫洞，如果我们能够活着穿行其中，那么虫洞将会给我们提供接触宇宙的捷径，就象科幻影片中所展现的那样。” 译自：《太空网》http://www./ 原著：David Powell |
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