遥远的宇宙里,有无法触及的“现在”,和“时间”的意义
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
(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。
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。
(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。
(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。
(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。
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。
(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。
(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”
相关知识
行星系(英语:Planetary system),又称行星系统,是围绕某恒星公转的各种天体的集合,其中包括行星、卫星、小行星、流星体、彗星和宇宙尘埃。太阳和它的行星系统包括地球在内,合称为太阳系。
BY:Jacco van Loon
FY:Stella Zhang(张姝铃)
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选文:天文志愿文章组-
翻译:天文志愿文章组-Stella Zhang(张姝铃)
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排版:天文志愿文章组-零度星系
美观:天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:https://www.space.com/curious-kids-is-it-possible-to-see-what-is-happening-in-distant-solar-systems-now
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