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重新定义物理学:光线传播会转弯

 昵称48860834 2020-04-24

科学的发展,往往伴随着既往认知的突破。最近科学家们的一个新发现,就有可能让《哈利·波特》中的“隐身术”成为现实。据物理学家组织网的报道,来自西班牙和美国的科学家组成的一个国际科研团队宣布,他们发现了光的一种新特性——自扭矩特性。也就是说,光具备可以扭曲的特性,这种属性叫做角动量。

具有高度结构化角动量的光束具有轨道角动量(OAM),并且被称为涡旋光束。它们看起来像一个围绕共同中心的螺旋线,当它们撞击一个平坦的表面时,它们看起来像圆环形。实验中,研究人员首先朝氩气云发射两束激光,这样做迫使光束重叠,它们连接起来并作为单个光束从氩气云的另一侧释放出来,结果形成了一种涡旋光束。

这一研究对于我们的生活会带来什么影响呢?研究人员建议,应该可以使用他们的技术来调制光的轨道角动量,其方式与通信设备中的调制频率非常相似。这可能会导致开发出能够操纵极其微小材料的新型设备。不过,光线能以螺旋形式进行传播,这着实打破了我们以往持有的“光以直线传播”的认知。而这一发现,也令人不禁想起了科幻小说中的隐身术。其实,像隐形传送、读心术、隔空取物、时间旅行等科幻场景,也是有可能在现实生活中发生的。

例如时间旅行,根据爱因斯坦的狭义相对论,物体的运动速度越快,时间就越慢。假如一位宇航员以接近光速的速度移动,那他的1分钟就相当于地球上的4年。在地球人看来,他已经旅行到了未来。实际上,宇航员每次返回地球的时候,都会进入不到1秒钟之后的未来,比如俄罗斯宇航员瑟杰·阿达耶夫在太空度过了748天,并因此达到了0.02秒之后的未来。

看来穿越未来是有可能了,那我们能不能回到过去呢?答案是,困难得多,但还是有可能。根据爱因斯坦的理论,时间和空间是密不可分的。因此,如果有一个虫洞连接着两个遥远的空间,那么它也能连接两个不同的时间。通过虫洞,我们就可以进行瞬间的时空转移。

当然了,时间旅行也会带来一些逻辑悖论,比如你修改了一些历史,那不是影响未来吗?但可以用平行宇宙理论,也就是说,你坐时光机回到的过去,其实并不是真正的过去,而是看上去一模一样的世界。

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