还记得20世纪60年代的科幻电影杰作《决战猩球》吗?
三名宇航员在太空飞行中意外被卷入“时间空洞”(物理学专有名词),被迫降落在一颗由猩猩统治的陌生星球上,而那颗星球其实就是几千年后的地球。物理学家反复咀嚼这部电影的情节之后发现:很多人认为狭义相对论使得时空旅行成为可能,但是这个例子恰恰说明,狭义相对论使时空旅行成为一种挑战。
根据狭义相对论,在这部电影里,以这几名宇航员自身为参考系,他们持续飞行了一年半,而其间地球上的时光已飞逝了2000年——根据狭义相对论法则,这是真实的一幕。但是,这怎么可能呢?因为,无论从哪一个参考系进行观测,光速(c)都是恒定的,通过一系列逻辑推理,爱因斯坦证明了:两个事件之间的时间间隔长度,取决于你对之进行观测的参考系,所以自然而然就会有这样的结果。
根据狭义相对论,任何质量不为零的物质,其运动速度都不可能超过光速。但是,当你运动的速度足够接近光速的时候,就会出现时间膨胀。时间膨胀公式如下:
Tship = Tearth(1-v2/c2)1/2
(以上公式显示,相对于地球来讲,太空船必须以v = 0.9999997c的平均速度飞行,才能获得《决战猩球》中那么长的时间膨胀量。)
因此,虽然从理论上来说,假如你的飞行速度足够接近光速,你就能很快到达一个地方。但是,当你到达目的地时,你很难搞清楚地球上今夕是何年,总统是何人。当你返回地球时,你的孩子可能比你还老。至少,这会让你感到尴尬。