“超光速”就能回到過(guò)去？你想多了！

愛因斯坦的相對(duì)論作為現(xiàn)代物理最為重要的一塊基石，它的名聲可謂是家喻戶曉，而如此崇高聲譽(yù)的背后，除了相對(duì)論作為科學(xué)理論本身具備的優(yōu)越性之外，媒體的廣泛宣傳更是重要的一環(huán)。

然后想要真正了解相對(duì)論，并不是宣傳上的三言兩語(yǔ)就能清楚的，因此出現(xiàn)了許多關(guān)于相對(duì)論的謠言（一些不正確的認(rèn)知），其中最為著名的一條可能就是——“相對(duì)論承認(rèn)穿越時(shí)空的可能，但只有超越光速才能回到過(guò)去”

關(guān)于這條謠言，小編本人我就有親身體會(huì)，因?yàn)槲以谏铣踔袝r(shí)就深深的相信這句話，一直認(rèn)為超越光速就能回到過(guò)去。至于當(dāng)時(shí)我是從什么途徑聽說(shuō)而來(lái)的就記不清楚了，只不過(guò)當(dāng)時(shí)對(duì)于愛因斯坦是非常非常的崇拜（這都得益于當(dāng)時(shí)看的一些書籍和電視上的節(jié)目）。

實(shí)際上這條謠言的來(lái)源確實(shí)是起自愛因斯坦的相對(duì)論，因?yàn)樵谙鄬?duì)論之前，人們對(duì)世界的認(rèn)知中，最科學(xué)的就是牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀了，它告訴我們，時(shí)間是獨(dú)立的，物體在空間的運(yùn)動(dòng)變化都不會(huì)影響到時(shí)間的流逝，它對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是一樣的。（這種觀點(diǎn)實(shí)際上也非常符合人們的日常生活經(jīng)驗(yàn)）

在這樣的認(rèn)知下，人們幾乎是不可能將光速與時(shí)間扯到一塊去的，但隨著愛因斯坦的狹義相對(duì)論問(wèn)世，時(shí)間和空間不再相互隔絕，而是一個(gè)整體，并且光速作為重要的一環(huán)被嵌入了狹義相對(duì)論。（實(shí)際上，狹義相對(duì)論如果不是由愛因斯坦提出，那么也會(huì)很快的由其他科學(xué)家提出，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的形勢(shì)已經(jīng)是山雨欲來(lái)風(fēng)滿樓了）

而狹義相對(duì)論有著幾個(gè)知名度相當(dāng)高的推論，比如“鐘慢尺縮”，靜止參考系中運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度會(huì)縮短，時(shí)間會(huì)變慢。而其中關(guān)于時(shí)間的一條，則最為常人所津津樂(lè)道（因?yàn)槌吮疚囊f(shuō)的這一謠言之外，還有一條被稱為雙生子佯謬的長(zhǎng)期爭(zhēng)論）

很多人對(duì)于這條結(jié)論的認(rèn)識(shí)僅僅是“物體速度越快，時(shí)間就會(huì)變大越慢”，于是不少人就進(jìn)一步的拓展思維（甚至還參考了這條結(jié)論的公式），于是就認(rèn)為：不是說(shuō)速度越快時(shí)間就越慢嗎？那么當(dāng)速度達(dá)到光速時(shí)，時(shí)間不就停止了么？要是速度能超越光速，那么時(shí)間就能倒流，我們就能回到過(guò)去了！

這樣的結(jié)論乍一聽似乎不無(wú)道理（尤其是對(duì)于不了解的人來(lái)說(shuō)），但實(shí)際上這種結(jié)論從根本上就錯(cuò)了，因?yàn)槲矬w的速度是不可能超越光速的，即便是達(dá)到光速都不被允許（注意這里所說(shuō)物體是指具有靜止質(zhì)量的物體，光子就不適用）。

那么這是為什么呢？因?yàn)楠M義相對(duì)論有另一個(gè)推論在制約著它，那就是質(zhì)增效應(yīng)，在速度變快的同時(shí)，除了時(shí)間減慢之外，物體的質(zhì)量也在逐步增加，當(dāng)速度趨向于光速時(shí)，質(zhì)量就會(huì)趨向于無(wú)窮大，顯而易見，宇宙中是沒有能源可以支持這一步成功的。

當(dāng)然啦，雖然我們無(wú)法穿回過(guò)去，但穿向未來(lái)卻是可能的，因?yàn)樽陨頃r(shí)間變慢，也就意味著外界時(shí)間正在加速流逝，比如自己乘坐亞光速飛船去宇宙其它地方逛了一圈，這一趟旅程，自己覺著只用了五年時(shí)間，但等到了地球，卻發(fā)現(xiàn)地球上已過(guò)去了千年之久。這不就是穿越到未來(lái)嗎？

但有朋友又會(huì)問(wèn)了，狹義相對(duì)論是基于慣性系所得到的時(shí)空理論，但慣性系這種概念只是理想狀態(tài)存在的，宇宙中并不存在一個(gè)絕對(duì)的慣性系，那么既然物體不能在狹義相對(duì)論中超越光速，是否能在廣義相對(duì)論中超越呢？

答案還是否定的，狹義相對(duì)論作為廣義相對(duì)論的特殊形式（也就是平直時(shí)空相之于彎曲時(shí)空），這兩者的本質(zhì)是貫通的，如果咱們換用一種更為精確的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，物質(zhì)在時(shí)空中走的都是類時(shí)曲線（光子是類光曲線），至于是哪種時(shí)空則不是重點(diǎn)，平直或彎曲都成立。

這個(gè)曲線就是物體運(yùn)動(dòng)的世界線，而所謂世界線就是物體在時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)路線，因?yàn)槲矬w在時(shí)空中的每一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的時(shí)刻以及空間位置，因此連貫起來(lái)就被稱為了世界線。

實(shí)際上這種曲線有三種，除了類光和類時(shí)，還有一個(gè)類空的，如果放到平直時(shí)空來(lái)說(shuō)，這種類空曲線就是指物體在進(jìn)行超光速運(yùn)動(dòng)，然而這是被相對(duì)論所禁止的。因此咱們可以簡(jiǎn)單的理解為：相對(duì)論世界中不允許類空曲線的存在。

實(shí)際上，如果不用上述的這種幾何語(yǔ)言，而是采用諸如相對(duì)于哪個(gè)參考系而言的速度之類的語(yǔ)言，則不能簡(jiǎn)潔的說(shuō)明問(wèn)題，因?yàn)橄鄬?duì)于非慣性系，利用坐標(biāo)得出的光速值有可能就不是我們熟悉的那個(gè)約每秒三十萬(wàn)公里了。

雖然如此，但科學(xué)家卻在廣義相對(duì)論中找到了一些閉合類時(shí)曲線的存在，這種曲線所代表的含義就是，你可以在不違背相對(duì)論的情況下，返回過(guò)去。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，比如你在三維空間里行走，你可以毫不費(fèi)力的返回原點(diǎn)（比如圓周運(yùn)動(dòng)即可），如果你在時(shí)間維度上也能進(jìn)行“圓周運(yùn)動(dòng)”呢？也即是你在四維時(shí)空上能夠產(chǎn)生一條閉合的類時(shí)世界線，也就是回到過(guò)去。但顯而易見的是，這僅僅是理論上的可能，目前來(lái)看，實(shí)際上很難制造出來(lái)。

雖然廣義相對(duì)論中也不允許類空曲線的出現(xiàn)，但同樣的我們也可以穿越未來(lái)，利用的是引力時(shí)間膨脹效應(yīng)（這一點(diǎn)在電影《星際穿越》中表現(xiàn)的非常明顯），在強(qiáng)引力的地方，時(shí)間流逝的會(huì)比較慢，因此我們可以在一些黑洞的附近“轉(zhuǎn)悠幾圈”，來(lái)減緩自身的時(shí)間流逝速率（當(dāng)然了，自己是感覺不到的），之后再回到地球，同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)，地球上已經(jīng)過(guò)去了相當(dāng)久遠(yuǎn)的時(shí)間。

總的來(lái)說(shuō)，什么“速度達(dá)到光速，時(shí)間靜止；速度超越光速，時(shí)間就會(huì)倒流”，只是一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)知而已。因此，關(guān)于“超越光速就能回到過(guò)去”的說(shuō)法，就是一個(gè)謠言而已。