关于时空旅行的课件
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《未来战士I 》： 1984年，一个 未来世界(2029年)的机器人杀手 T-800来到洛杉矶，疯狂追杀青 年女子莎拉· 康纳。因为在1997 年8月29日，地球将经历一场核 灾难，30亿人死亡，此后电脑 “天网”统治了地球。人类抵抗 组织中天才青年叫约翰的成为首 领，而他的母亲就是莎拉· 康纳。 为摧毁人类抵抗组织，“天网” 派出杀手机器人回到过去。
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超越光速-时光倒流？ • 科学家们曾一度研究存在超越光速的可能性， 幻想着有一天能够造出超光速运动的火箭来。 这样,人们只要乘上这种火箭，就可以追上地球 上发出的光信号，从而看到地球上过去发生的 事情。这意味着在超光速的条件下时间将会倒 流，人们将先过明天，再过今天，然后再过昨 天。或者说，一个人先变成老翁，在当青年， 少年，再 变成婴儿。
质量相对性
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广义相对论与时空旅行
• 关于时空旅行的理论依据，要在广义相对 论的时候才出现。 • 1915年，爱因斯坦更为深奥的广义相对 论问世，把引力、空间、时间这几者联系 起来，预言引力会使时空发生弯曲。 • 宇宙间重力的来源，是因为物质的存在， 造成该物质附近的时间─空间结构弯曲凹 陷的关系。物质的质量越大，所造成的时 空弯曲凹陷就越厉害。
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新的时空观
1）同时的相对性 在某个惯性系中同时发生的两个事件， 在另一相对它的运动的惯性系中，并不一 定同时发生。
列车中间的旅客先看到车头处闪电 地面 Nhomakorabea的观察同时看到两个闪电
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2）先后的相对性
在一个参照系中测得先发生的事件，在另一 个参照系中测得可能后发生，相对论中“先后” 只有相对的意义，只是相对于不同观测者的运 动状态，但如果两个事件存在因果关系，则其 先后顺序不可能倒置。
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狭义相对论-窥视未来 • 爱因斯坦于1905年在两个基本假 设，建立狭义相对论。 1.“光速不变原理”：当光从光源 发出后，任何匀速运动的观察者 都将测量到同样的光速。 光速不变原理为空间和时间的 测量提供了一种可操作的测量方 法，引起时空观的大变革。
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狭义相对论-回到来去
2“相对性原理”：物理定律独立于惯性系 1.时间的相对性 1）同时的相对性 2）先后的相对性 2. 质量相对性
“虫洞”是什么东东？
•史蒂芬· 霍金在《时间简史》对 “虫洞”这样解释：虫洞就是 一个时空细管，它能把几乎平 坦的相隔遥远的区域连接起来， 允许人们到过去旅行。从理论 上说，虫洞可以让人从一个世 界（时空）到达另一个世界。 •虫洞其实只是一个数学模型， 关于它的各种设想都被视为是 对爱因斯坦引力场方程的不同 解答。 虫洞是捷径
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1.时间机器
宇宙之大我们几乎无法想像。
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《接触未来》
• 卡尔· 萨根的科幻作品改编的 电影《接触未来》 。 • 外星文明通过无线电传授给 地球人一种制造时间机器的 方法，以在地球与天琴座α 星之间建立通道。 • 天琴座α星即织女星，离地 球算是很近，但从地球到织 女星以光速要走26年。电影 利用了时空旅行的手段。
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虫洞中的奇异物质
• 爱因斯坦的场方程表明， 任何可通行的虫洞一定 含有某种奇异物质。这 种奇异物质具有“负压 力”-“负质量” ，假如 这种物质存在，它与其 它物质的相互作用很弱， 不会伤害旅行者，那么 可通行的虫洞就有存在 的可能性。
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接触-作家与科学家
1985年夏，美国著名科幻作家卡 尔·萨根完成了他的新作《接触》。 他将原稿送交加利福尼亚理工学院的 基普·索恩博士，希望能为时间旅行 寻找合理的解释。索恩带领两位研究 生进行探讨，并将其研究成果发表在 美国物理学会的《物理评论通讯》上。 索恩等认为：从理论上来说，利用他 们发现的大尺度虫洞的新特征，人们 不仅可以缩短星际旅行的时间，还可 以返回过去。
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逝者如斯夫
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人世间最痛苦的事莫过于此
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时空旅行-人类的终极幻想
• 时间顺序性可以颠倒吗？可以跳跃？ • 我们能回到过去，去窥视未来吗？
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人类的终极幻想
1 .时空旅行是当代科学的最重大前沿领域，对 时空旅行的研究成果将对物质世界的认识发生 革命性的变化； 2. 时空旅行这一科学命题是也是公众最为关注 的科学问题，并越来越多出现在科学作品中； 3．时空旅行内容涉及许多当代科学技术领域的 重要基础理论，涉及物质科学的许多重要概念， 可在较高层次较深入地理解当代科学技术和物 质科学的相关方面。
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双生子佯谬
twin paradox（时钟佯谬）
双生子Jim 和 Tim 20岁生日那天，Tim 坐上 u=0.9998c的飞船相对于地球作匀速直线运动一去一 回整一年，在飞船上一年，在地球上经过50年，
21岁的 Tim 归来时，迎接他的是 70岁的 Jim。
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双生子佯谬
twin paradox（时钟佯谬）
观察到事件先后改变的条件是：观测者的运 动速度大于光速。
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两个推论
1.动钟缓慢-时间膨胀
• 运动的钟比静止的 钟走的慢，称为时 间膨胀。 Dt • 如果人以光速旅行， 那么时间对他来说 就会停滞。 • 以超光速行进，时 间会倒流吗？
Dt = 2 u 1- 2 c
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2.动尺缩短
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第一节 时空旅行简史
• 1895年：英国小说浓威 尔斯出版科幻小说《时 间机器》。 • 描述利用“时间机器” 在未来世界（公元 802701年）的历险。
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在小说中，现代人 来到未来，发现人 类分化成2个人种贵族阶层的后裔 “艾洛伊”人，他 们身体纤弱但却有 特权；穴居地下的 “莫洛克”人，
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虫洞理论
虫洞理论来源于爱因斯坦的广 义相对论，是爱因斯坦那个著 名的引力场方程的一个解。 1935年，爱因斯坦和其学术助 手罗森在一篇论文中，把连接 宇宙中两个遥远区域之间的假 想通道称为“桥”-后来这被称 为爱因斯坦-罗森桥，1963年克 尔（Roy Kerr）得出一个解， 表明有可能存在着可以通过的 爱因斯坦-罗森桥，这时它就变 成一个“虫洞”-通往另一宇宙 的通道。。
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爱因斯坦的“时空弯曲”概念 广义相对论认为，物质存在的现 实空间不是平坦的，而是弯曲的，空 间的结构取决于物质的质量及其分布 情况，空间弯曲的程度体现为引力场 强度。 广义相对论第一次阐述了四维时 空和物质的分布相联系的重要思想。
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空间弯曲
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时间弯曲
当物体在强引力场中 以接近光速的速度运 动时(比如接近黑洞等 等)，时间也会随之发 生变化。这一现象是 在爱因斯坦的狭义和 广义相对论中提出和 预见到的。
通识课
科学技术与人类文明
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1. 人类的终极幻想 -时空旅行
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传统的时间和空间观 • 时间和空间是运动着物质的存在方式。 • 时间是指物质运动的持续性和顺序性。 • 时间的特点：一维性即不可逆性； 顺序性：指运动发展过程总是从过去、现 在到将来；这个顺序是不可颠倒的，也是 不可跳跃的。 • 空间的特点是三维性，就是说任何运动着 的物质只能按照长、宽、高三个方向广延 和伸张。
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索恩最终设想以具有“负能量密 度”的奇异物作为保持虫洞持续 开放的物质条件，并把实现条件 设置在高级智慧生物无限先进的 文明背景下。因此，虫洞理论为 时空旅行找到了一些理论依据， 如今不少科学家相信，科学家相 信，宇宙中充斥着数以百万计的 “虫洞”，为人们进行时空旅行 提供了可能性。。
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广义相对论效应与验证
• 引力场方程的球对称解给出四个新效应：
1、行星轨道近动 1921年实验证实 2、光线在引力场论中偏转 1975实验证实 3、雷达回波迟延 70年代 实验证实 4、引力红移 70年代实验证实 这些效应被广泛应用在航天运行中, 其数据库绝密
• 引力辐射与引力玻
1976年观测脉冲星PSR1913＋16辐射引力轨道 进动证实，1993年 Hulse与Taylor 获奖
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狭义相对论与时空旅行
根据狭义相对论，当我们以接近光速的速 度移动时，我们的标尺将会缩短、时钟将会变 慢，爱因斯坦似乎为我们描述“当我们以光速 移动时，时间将不再流动；而我们开始以超越 光速的速度移动时，时光将会倒流！”
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今日出门昨夜归
• 英国著名幽默杂志《笨拙》（Punch）， 1923年还曾发表过一首与时光倒流有关的 打油诗： 一个女孩叫贝瑞， 她的速度光难追。 相对论啊是捷径， 今日出门昨夜归
• 参照系中运动物 体的长度比其静 止时 的长度 要短 。 • 运动中的度量单 位会变短。
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• 1971年，爱因斯坦在理论上的假想被科学 家证实了。 • 1971年，物理学家理查德· 基廷和乔伊· 哈 夫勒将4个极为精确的原子钟放在一架航行 的飞机上。飞行之后，这些原子钟与地面 的原子钟相比，的确慢了59纳秒。 • 这一实验不仅证明狭义相对论完全正确， 也说明人们通过坐飞机来长寿，理论上是 可行的，只是效果太微弱了
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挑战因果律 -科幻片终结者赏析
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《未来战士》（终结者） 与因果律
电影导演:詹姆斯· 卡梅隆 James Cameron（泰坦尼克号 /深渊 / 天神下凡 ） 主演:阿诺德.施瓦辛格（真实的 谎言 /第六日/蝙蝠侠与罗宾/ 圣诞老豆 ）加州州长 琳达.汉密尔顿（天崩地裂 /美女 与野兽/女孩的秘密.与本片的 导演詹姆斯· 卡梅隆结婚。 爱德华· 福隆
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引力场方程 -想象力的基本温床
传 说 中 的 爱 因 斯 坦 引 力 场 方 程 ：
Ruv-1/2guvR+yguv=-kTuv
其中：Ruv 是里契（Ricci）张量，guv是度规张量，R 是标量曲率，y是常数，k也是常数，Tuv是物质的能 量动量张量。 用引力场方程来研究宇宙的整体，开创了理论宇宙 学的新学科。
wormhole
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宇宙的“虫洞”
• 据科学家观测，宇宙中充斥着 数以百万计的“虫洞”，但很 少有直径超过10万公里的，而 这个宽度正是太空飞船安全航 行的最低要求。“负质量”的 发现为利用“虫洞”创造了新 的契机，可以使用它去扩大和 稳定细小的“虫洞”。科学家 指出，如果把“负质量”传送 到“虫洞”中，把“虫洞”打 开，并强化它的结构，使其稳 定，就可以使太空飞船通过。
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时间旅行与因果律
• 在哲学层面，因果律是天经地义的-任何事情有 因才会有果，原因只能发生在前，结果必然产 生于后。 • 但是一旦人可以回到过去，因果律就要受到严 峻挑战，并构成祖母悖论。
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祖母悖论（母亲佯谬 ）
• 假如工程上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产 将会打开因果佯谬。 • 物理学家最早设想的例子就是祖母悖论：说你如果回 到过去遇见祖母，不慎害死了她，你就无法出生了。 既然你不能出生，又怎么可能害死祖母呢？这样就构 成一个悖论。 • 这一情节明显违背因果律。于是专家设想，只要有人 能回到过去并干预历史，就会出现对因果律的破坏， 为解决这个问题，新的理论平行宇宙出现了。
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大尺度虫洞
• 大尺度虫洞标志着一种空间和 时间的几何结构：宇宙的两个 区域是由短而窄的“咽喉状部 分”相连接。虫洞由零半径膨 涨到最大半径，然后又收缩回 零。这一过程进行得比光速更 快。虫洞有很强的引力，当人 们离它还有相当的距离时就会 被引力撕成碎块。这样的虫洞 当然不能作为旅行的通道。
m=
m0 c2 1- 2 u
1 2
• 按狭义相对论，你不可能超过光 速，提供再大能量也只能接近光 速。如果把10吨重的物体加速到 光速的99.9%，需要100亿亿焦耳 的能量，相当于世界上几个月所 耗能量总和！无法超越光速，意 味着没办法回到过去。
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但如果我们从宇宙飞船上的兄弟的角度去 想这个问题，我们似乎会得出矛盾的结果：旅 行者Tim在宇宙飞船中会看到地球以高速离他 而去，然后又高速回来。他可以认为他在地球 上的兄弟才是移动时钟，所以是他的兄弟才会 受时间膨胀所影响，而不是他自己——那么究 竟谁的想法才是正确呢？
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2.质量相对性 质量是具有相对性的，运动质量随着速度的增 加而加大
《未来战士I 》： 1984年，一个 未来世界(2029年)的机器人杀手 T-800来到洛杉矶，疯狂追杀青 年女子莎拉· 康纳。因为在1997 年8月29日，地球将经历一场核 灾难，30亿人死亡，此后电脑 “天网”统治了地球。人类抵抗 组织中天才青年叫约翰的成为首 领，而他的母亲就是莎拉· 康纳。 为摧毁人类抵抗组织，“天网” 派出杀手机器人回到过去。
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超越光速-时光倒流？ • 科学家们曾一度研究存在超越光速的可能性， 幻想着有一天能够造出超光速运动的火箭来。 这样,人们只要乘上这种火箭，就可以追上地球 上发出的光信号，从而看到地球上过去发生的 事情。这意味着在超光速的条件下时间将会倒 流，人们将先过明天，再过今天，然后再过昨 天。或者说，一个人先变成老翁，在当青年， 少年，再 变成婴儿。
质量相对性
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广义相对论与时空旅行
• 关于时空旅行的理论依据，要在广义相对 论的时候才出现。 • 1915年，爱因斯坦更为深奥的广义相对 论问世，把引力、空间、时间这几者联系 起来，预言引力会使时空发生弯曲。 • 宇宙间重力的来源，是因为物质的存在， 造成该物质附近的时间─空间结构弯曲凹 陷的关系。物质的质量越大，所造成的时 空弯曲凹陷就越厉害。
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新的时空观
1）同时的相对性 在某个惯性系中同时发生的两个事件， 在另一相对它的运动的惯性系中，并不一 定同时发生。
列车中间的旅客先看到车头处闪电 地面 Nhomakorabea的观察同时看到两个闪电
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2）先后的相对性
在一个参照系中测得先发生的事件，在另一 个参照系中测得可能后发生，相对论中“先后” 只有相对的意义，只是相对于不同观测者的运 动状态，但如果两个事件存在因果关系，则其 先后顺序不可能倒置。
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狭义相对论-窥视未来 • 爱因斯坦于1905年在两个基本假 设，建立狭义相对论。 1.“光速不变原理”：当光从光源 发出后，任何匀速运动的观察者 都将测量到同样的光速。 光速不变原理为空间和时间的 测量提供了一种可操作的测量方 法，引起时空观的大变革。
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狭义相对论-回到来去
2“相对性原理”：物理定律独立于惯性系 1.时间的相对性 1）同时的相对性 2）先后的相对性 2. 质量相对性
“虫洞”是什么东东？
•史蒂芬· 霍金在《时间简史》对 “虫洞”这样解释：虫洞就是 一个时空细管，它能把几乎平 坦的相隔遥远的区域连接起来， 允许人们到过去旅行。从理论 上说，虫洞可以让人从一个世 界（时空）到达另一个世界。 •虫洞其实只是一个数学模型， 关于它的各种设想都被视为是 对爱因斯坦引力场方程的不同 解答。 虫洞是捷径
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1.时间机器
宇宙之大我们几乎无法想像。
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《接触未来》
• 卡尔· 萨根的科幻作品改编的 电影《接触未来》 。 • 外星文明通过无线电传授给 地球人一种制造时间机器的 方法，以在地球与天琴座α 星之间建立通道。 • 天琴座α星即织女星，离地 球算是很近，但从地球到织 女星以光速要走26年。电影 利用了时空旅行的手段。
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虫洞中的奇异物质
• 爱因斯坦的场方程表明， 任何可通行的虫洞一定 含有某种奇异物质。这 种奇异物质具有“负压 力”-“负质量” ，假如 这种物质存在，它与其 它物质的相互作用很弱， 不会伤害旅行者，那么 可通行的虫洞就有存在 的可能性。
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接触-作家与科学家
1985年夏，美国著名科幻作家卡 尔·萨根完成了他的新作《接触》。 他将原稿送交加利福尼亚理工学院的 基普·索恩博士，希望能为时间旅行 寻找合理的解释。索恩带领两位研究 生进行探讨，并将其研究成果发表在 美国物理学会的《物理评论通讯》上。 索恩等认为：从理论上来说，利用他 们发现的大尺度虫洞的新特征，人们 不仅可以缩短星际旅行的时间，还可 以返回过去。
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时空旅行-人类的终极幻想
• 时间顺序性可以颠倒吗？可以跳跃？ • 我们能回到过去，去窥视未来吗？
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人类的终极幻想
1 .时空旅行是当代科学的最重大前沿领域，对 时空旅行的研究成果将对物质世界的认识发生 革命性的变化； 2. 时空旅行这一科学命题是也是公众最为关注 的科学问题，并越来越多出现在科学作品中； 3．时空旅行内容涉及许多当代科学技术领域的 重要基础理论，涉及物质科学的许多重要概念， 可在较高层次较深入地理解当代科学技术和物 质科学的相关方面。
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双生子佯谬
twin paradox（时钟佯谬）
双生子Jim 和 Tim 20岁生日那天，Tim 坐上 u=0.9998c的飞船相对于地球作匀速直线运动一去一 回整一年，在飞船上一年，在地球上经过50年，
21岁的 Tim 归来时，迎接他的是 70岁的 Jim。
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双生子佯谬
twin paradox（时钟佯谬）
观察到事件先后改变的条件是：观测者的运 动速度大于光速。
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两个推论
1.动钟缓慢-时间膨胀
• 运动的钟比静止的 钟走的慢，称为时 间膨胀。 Dt • 如果人以光速旅行， 那么时间对他来说 就会停滞。 • 以超光速行进，时 间会倒流吗？
Dt = 2 u 1- 2 c
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2.动尺缩短
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第一节 时空旅行简史
• 1895年：英国小说浓威 尔斯出版科幻小说《时 间机器》。 • 描述利用“时间机器” 在未来世界（公元 802701年）的历险。
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在小说中，现代人 来到未来，发现人 类分化成2个人种贵族阶层的后裔 “艾洛伊”人，他 们身体纤弱但却有 特权；穴居地下的 “莫洛克”人，
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虫洞理论
虫洞理论来源于爱因斯坦的广 义相对论，是爱因斯坦那个著 名的引力场方程的一个解。 1935年，爱因斯坦和其学术助 手罗森在一篇论文中，把连接 宇宙中两个遥远区域之间的假 想通道称为“桥”-后来这被称 为爱因斯坦-罗森桥，1963年克 尔（Roy Kerr）得出一个解， 表明有可能存在着可以通过的 爱因斯坦-罗森桥，这时它就变 成一个“虫洞”-通往另一宇宙 的通道。。
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爱因斯坦的“时空弯曲”概念 广义相对论认为，物质存在的现 实空间不是平坦的，而是弯曲的，空 间的结构取决于物质的质量及其分布 情况，空间弯曲的程度体现为引力场 强度。 广义相对论第一次阐述了四维时 空和物质的分布相联系的重要思想。
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空间弯曲
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时间弯曲
当物体在强引力场中 以接近光速的速度运 动时(比如接近黑洞等 等)，时间也会随之发 生变化。这一现象是 在爱因斯坦的狭义和 广义相对论中提出和 预见到的。
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传统的时间和空间观 • 时间和空间是运动着物质的存在方式。 • 时间是指物质运动的持续性和顺序性。 • 时间的特点：一维性即不可逆性； 顺序性：指运动发展过程总是从过去、现 在到将来；这个顺序是不可颠倒的，也是 不可跳跃的。 • 空间的特点是三维性，就是说任何运动着 的物质只能按照长、宽、高三个方向广延 和伸张。
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索恩最终设想以具有“负能量密 度”的奇异物作为保持虫洞持续 开放的物质条件，并把实现条件 设置在高级智慧生物无限先进的 文明背景下。因此，虫洞理论为 时空旅行找到了一些理论依据， 如今不少科学家相信，科学家相 信，宇宙中充斥着数以百万计的 “虫洞”，为人们进行时空旅行 提供了可能性。。
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广义相对论效应与验证
• 引力场方程的球对称解给出四个新效应：
1、行星轨道近动 1921年实验证实 2、光线在引力场论中偏转 1975实验证实 3、雷达回波迟延 70年代 实验证实 4、引力红移 70年代实验证实 这些效应被广泛应用在航天运行中, 其数据库绝密
• 引力辐射与引力玻
1976年观测脉冲星PSR1913＋16辐射引力轨道 进动证实，1993年 Hulse与Taylor 获奖
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狭义相对论与时空旅行
根据狭义相对论，当我们以接近光速的速 度移动时，我们的标尺将会缩短、时钟将会变 慢，爱因斯坦似乎为我们描述“当我们以光速 移动时，时间将不再流动；而我们开始以超越 光速的速度移动时，时光将会倒流！”
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今日出门昨夜归
• 英国著名幽默杂志《笨拙》（Punch）， 1923年还曾发表过一首与时光倒流有关的 打油诗： 一个女孩叫贝瑞， 她的速度光难追。 相对论啊是捷径， 今日出门昨夜归
• 参照系中运动物 体的长度比其静 止时 的长度 要短 。 • 运动中的度量单 位会变短。
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• 1971年，爱因斯坦在理论上的假想被科学 家证实了。 • 1971年，物理学家理查德· 基廷和乔伊· 哈 夫勒将4个极为精确的原子钟放在一架航行 的飞机上。飞行之后，这些原子钟与地面 的原子钟相比，的确慢了59纳秒。 • 这一实验不仅证明狭义相对论完全正确， 也说明人们通过坐飞机来长寿，理论上是 可行的，只是效果太微弱了
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挑战因果律 -科幻片终结者赏析
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《未来战士》（终结者） 与因果律
电影导演:詹姆斯· 卡梅隆 James Cameron（泰坦尼克号 /深渊 / 天神下凡 ） 主演:阿诺德.施瓦辛格（真实的 谎言 /第六日/蝙蝠侠与罗宾/ 圣诞老豆 ）加州州长 琳达.汉密尔顿（天崩地裂 /美女 与野兽/女孩的秘密.与本片的 导演詹姆斯· 卡梅隆结婚。 爱德华· 福隆
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引力场方程 -想象力的基本温床
传 说 中 的 爱 因 斯 坦 引 力 场 方 程 ：
Ruv-1/2guvR+yguv=-kTuv
其中：Ruv 是里契（Ricci）张量，guv是度规张量，R 是标量曲率，y是常数，k也是常数，Tuv是物质的能 量动量张量。 用引力场方程来研究宇宙的整体，开创了理论宇宙 学的新学科。
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宇宙的“虫洞”
• 据科学家观测，宇宙中充斥着 数以百万计的“虫洞”，但很 少有直径超过10万公里的，而 这个宽度正是太空飞船安全航 行的最低要求。“负质量”的 发现为利用“虫洞”创造了新 的契机，可以使用它去扩大和 稳定细小的“虫洞”。科学家 指出，如果把“负质量”传送 到“虫洞”中，把“虫洞”打 开，并强化它的结构，使其稳 定，就可以使太空飞船通过。
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时间旅行与因果律
• 在哲学层面，因果律是天经地义的-任何事情有 因才会有果，原因只能发生在前，结果必然产 生于后。 • 但是一旦人可以回到过去，因果律就要受到严 峻挑战，并构成祖母悖论。
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祖母悖论（母亲佯谬 ）
• 假如工程上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产 将会打开因果佯谬。 • 物理学家最早设想的例子就是祖母悖论：说你如果回 到过去遇见祖母，不慎害死了她，你就无法出生了。 既然你不能出生，又怎么可能害死祖母呢？这样就构 成一个悖论。 • 这一情节明显违背因果律。于是专家设想，只要有人 能回到过去并干预历史，就会出现对因果律的破坏， 为解决这个问题，新的理论平行宇宙出现了。
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大尺度虫洞
• 大尺度虫洞标志着一种空间和 时间的几何结构：宇宙的两个 区域是由短而窄的“咽喉状部 分”相连接。虫洞由零半径膨 涨到最大半径，然后又收缩回 零。这一过程进行得比光速更 快。虫洞有很强的引力，当人 们离它还有相当的距离时就会 被引力撕成碎块。这样的虫洞 当然不能作为旅行的通道。
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• 按狭义相对论，你不可能超过光 速，提供再大能量也只能接近光 速。如果把10吨重的物体加速到 光速的99.9%，需要100亿亿焦耳 的能量，相当于世界上几个月所 耗能量总和！无法超越光速，意 味着没办法回到过去。
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但如果我们从宇宙飞船上的兄弟的角度去 想这个问题，我们似乎会得出矛盾的结果：旅 行者Tim在宇宙飞船中会看到地球以高速离他 而去，然后又高速回来。他可以认为他在地球 上的兄弟才是移动时钟，所以是他的兄弟才会 受时间膨胀所影响，而不是他自己——那么究 竟谁的想法才是正确呢？
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2.质量相对性 质量是具有相对性的，运动质量随着速度的增 加而加大