[知識分享站] 追尋時間的軌跡-Break the time rule!

不知道大家是否還記得20年前轟動一時的美國科幻冒險電影「回到未來」(Back to the future)嗎?片中的主角馬蒂在好友布朗博士的安排下,乘坐由博士發明可穿越時空的時光機回到過去和未來,許多喜愛此部電影的人對於精彩劇情是回味無窮,不管重播幾次都看不膩!片中那台大人小孩都為之瘋狂的時光機,更是擴大了人們對於穿越時空的想像空間!

IOP的文獻中,就有一篇是以科學的觀點來探討時光旅行(Time Travel: Separating science fact from science fiction)。科學家長久以來一直不斷的探討研究實現時光旅行的可能性,關於探討時間與空間的理論,最有名的莫過於愛因斯坦於西元1905年所提出的狹義相對論(Special Theory of Relativity),相對論中也“預言”了未來可進行時空旅行回到未來的可能性,當中提到當我們速度幾近於光速時,時間相對地就會變得比較慢,這現象就是所謂的「時鐘矛盾」(clock paradox);舉個例子來說,假設帶著時鐘的志明(非慣性觀察者)在某個時間點搭乘火箭離開在地球的春嬌(慣性觀察者),當志明再回到地球與春嬌會合時,會發現志明的時鐘所記錄的時間間隔將比春嬌所記錄的時間間隔短,換句話說,當他們再相遇時,志明將比春嬌還年輕。

除了搭乘比光速還快的火箭可以回到未來的方法外,愛因斯坦在西元1915年所提出的廣義相對論(General Theory of Relativity)中也提到在重力場內亦可造成時間延遲的效果,也就是若可以尋找或製造一個具有強大質量的重力場,像是黑洞或是星體,其質量大到足以扭曲鄰近的時間和空間,當你繞著這個時空彎曲的範圍運行時,會發現時間比在重力較小的地球表面上慢了許多。

那到底有沒有可能在地球上製造一個具有強大質量的重力場呢?上週五(2008/08/08)的Yahoo新聞中有一篇來自於路透社的報導表示,歐州粒子物理研究中心(CERN)宣佈,大型強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC)將在九月十日開始運轉,準備迎接人類有史以來最高能量粒子的對撞,也將為人類揭開宇宙誕生的奧秘,透過質子和質子的碰撞,其撞擊速度逼近光速,可撞擊出14 兆電子伏特(TeV)的能量。各界科學家對於此項壯舉都拭目以待,紛紛期待可為科學界帶來新發現及創造新知識,例如:發現質量的起源、物質的組成、物質與反物質的不對稱性、微型黑洞的形成、宇宙中的暗物質……等,就如同重回宇宙誕生大爆炸那一剎那的現場。

LHC就如前段廣義相對論所提到的強大質量重力場,英國每日電訊報(Daily Telegraph)報導,有些科學家認為LHC能創造出穿越兩種空間的「蟲洞」(wormhole),故可進行某種形式的時光旅行。所謂蟲洞,是連結兩個黑洞的通道,或是宇宙中可能存在連結另外一個時空點的通道,舉例來說,原本在二維空間(2D)的A點和B點,若這空間可扭曲成三維空間(3D),使A點和B點重疊,則連結兩點的通道就是蟲洞,也就是我們所想像的時光隧道!但目前仍未有科學證據證明蟲洞的存在,故許多科學家期待這次的“大爆炸”能有驚人的發現!如果想要更了解關於LHC的發展過程,可從IOP(Institute of Physics, 英國物理學會)的社群網站- cernourier.com找到許多相關評論文章。

人類到底能不能實現時空之旅的夢想呢?以前我們只能在電影或多啦A夢卡通中看到穿越時空的戲碼,科技的進步正帶領著我們一步一步的走向夢想實現的路上,或許某天我們真的能夠搭乘時光機回到過去與古人對話,搶走牛頓的蘋果和孔融的梨子,或是阻止華盛頓砍櫻桃樹;又或者可以親眼目睹未來世界的模樣,請試著想想,如果有機會讓你回到過去或前往未來,你會想要做什麼呢?

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