嗅觉敏锐的读者可能已经发现,时间这种令人不安的行为似乎不是问题的全貌,还有其他东西潜藏在后面。回到交替梯度同步加速器中,再想一想那些嗡嗡作响的μ子。在加速器上画一条终点线,数一数μ子在死亡前跨越终点线的次数。对于观察μ子的人来说,由于μ子寿命延长了,它们跨越了400次。但如果和μ子一起绕环疾驰,你会跨越终点线几次呢?必须是400,否则这个世界将毫无意义。问题来了,当你随着μ子绕环飞行时,手表会显示它们的寿命只有2.2微秒,因为μ子相对于你是静止的,并且μ子静止时的寿命只有2.2微秒。尽管如此,在μ子消失前,你和μ子还必须绕环运动400多圈。然而,在2.2微秒内跑400圈似乎又是不可能的。这是怎么回事?幸运的是,有办法摆脱这种困境。从μ子的角度来看,环的周长缩小了。为了观测的一致性,从μ子看来,环的长度必须收缩,直到它产生的效果和μ子寿命增加的相同。所以空间也必须是可伸缩的!跟时间膨胀一样,空间收缩也是一个真实的效果。运动的物体确实如此。举一个奇怪的例子,有一辆4米长的汽车试图进入一个3.9米长的车库,这似乎不可能。但根据爱因斯坦理论,如果汽车的速度超过光速的22%,它就能挤进去,至少在碰到墙的最后一刹那。同样,根据数学公式,你可以验证22%是正确的数字。因为,再快一点,车子就缩小到3.9米以下;再慢一点,车身缩小的长度不够。
在亚原子世界,发现时间减慢,距离缩短,就足以令人惊讶了,更何况爱因斯坦的推理对人类这样大小的物体也适用。有朝一日,我们的生存将依靠这些奇怪的现象。想象一下几十亿年后的遥远未来,太阳不再能给我们提供生命所需的稳定光照,它已变成了一个恒星怪物,会在最后死亡的暴胀中,吞没掉我们的星球。那时,如果我们没有因其他原因而灭绝,就必须设法逃离地球家园,前往其他行星。然而,人类生活的银河系是由1000亿个太阳组成的螺旋状岛屿,直径约10万光年。也就是说,在地球上看来,光需要10万年才能穿过银河系。若如上所述,前往其他行星是我们最终的命运,那么我们的目的地似乎也只能局限于临近的一小部分恒星(天文尺度上),因为好像我们很难指望达到银河系更遥远的角落,即便光也需要10万年的时间。事实并非如此,爱因斯坦的理论可以拯救我们。我们可以建造一艘飞船,以非常接近光速的速度飞向太空,那么恒星间的距离就会缩短。我们越接近光速,间距就越短。如果我们能以99.99999999%的光速旅行,那么我们就可以用短短的50年时间离开银河系,飞到邻近的仙女座星系,尽管它距离我们将近300万光年。这是一项艰巨的任务,最大的障碍是如何为宇宙飞船提供动力,使其能够达到如此快的速度。随着空间和时间扭曲的发现,前去宇宙远处旅行的想法和以前已大不相同。如果你是人类第一批仙女座探险队的一员,经历了50年的旅程后来到了新的星系,并在那里给出生的孩子讲太空中蓝色星球的故事,若这些新生的小孩希望回到地球家园,亲眼一睹它的姿态,他们需要调转宇宙飞船,再花上50年才能返回地球。这样,往返仙女座的整个旅程将花费100年的时间。然而,更令人震惊的是,当他们回到地球轨道时,地球上的居民已经生活了600万年了。那时,他们祖先的文明是否还存在?爱因斯坦让我们看到一个匪夷所思的世界。
[17]因在数学物理方面的成就,尤其是发现了光电效应的规律,爱因斯坦获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。
[18]1纳秒是千分之一微秒,即0.000000001秒。(原书注)
[19]设定密闭的箱子是为了防止产生这样的想法,即,通过观看窗外的世界来确定我们是否在运动。事实上,即便看到外面也是没用的,通过向外看你只能确定自己是相对于地面在运动。(原书注)
[20]这里指的是勾股定理。
[21]被表示为cT。
[22]中文注音:伽马。
[23]布鲁克海文国家实验室(BNL)位于纽约长岛萨福尔克县中部,成立于1947年。历史上该实验室曾经有7个项目12人次获得过诺贝尔奖,是世界著名的大型综合性科学研究基地。
[24]利用圆的周长等于π乘以直径,其中π约等于3.142时,你可以自己验证下。(原书注)
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