第20章 《以相对论和量子力学为基础推导时空旅行的理论可行性》（1 / 2）
连段大赛一结束，杜木就狂奔到崔妮蒂的图书馆，撞碎了窗户落地一个前滚翻登墙反跳抓住书架猫挂上架。
把正在看书的古关忧吓得书都掉地上了。
“嘶……我的弗洛伦萨血脉怎么突然觉醒了……”杜木挠了挠头，然后从书架上跳了下来。
忧探出半个身子，看了看不远处的图书馆大门，挠了挠头。
她转头看向杜木，指了下大门。
“话密了嗷。”杜木走到忧面前，把她掉在地上的书捡了起来，拍了拍上面的灰尘。
“有没有关于时间方面的书？”
“时间……有的。”忧点了点头。
根据指示，杜木找到并抱过来了与时间相关的所有书籍。
“这些我全部都要借走，还有几本电工和机械方面的书。”
忧看了看小山一般的书，愣了愣神。
花了一个小时记录了所有杜木借的书。
随后杜木大手一挥，这些书都进了他的口袋，大踏步的走向了窗户，翻窗扬长而去。
忧看着他的背影，转头看了看大门，挠了挠头。
杜木回到了沙勒，期间收到了元杰发来的消息。
风纪委员会需要日奈，于是日奈只好先行告退。
佳代子就跟在杜木身边，看他从口袋里倒出数百本书，佳代子也不想吐槽了。
“老师，这是要做什么？”咲走过来问。
“我对外宣称元杰不是没了吗？做戏要做全套，我从图书馆里借书的事情是躲不开崔妮蒂的那些孩子的眼睛的，她们肯定会去问的，这样，我要做什么她们肯定能推理出来。
然后我还要去千年借场地，这样大家都会知道我要做什么，时间到了之后，元杰就能回来了。”
“好麻烦。”
“自己扯的淡，哭着也得整。”
杜木摇了摇头，拿了几本书出发去千年，埃尔文早就在楼下等着了。
他们抵达千年，和优香说明了来意，优香立刻给他们找到了一个十分宽敞的试验场。
然后真理社，工程部，游戏开发部都来凑热闹了。
不过并没有打扰杜木。
“研究时间，首先要明白时间的定义。以目前的物理理论来说，时间是连续的，不间断的，无量子特性的。时间的基本单位是秒，一秒的定义是未受干扰的铯-133的原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,771个周期的持续时间。这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的，而且在地面上的环境是零磁场。”
“但是这对于今天的研究意义不大。所以我们把它放到一边。”杜木把《时间定义》放到了一边。
“我们需要的是这一本。”杜木取出了《狭义与广义相对论浅说》，把它放到了桌子上。
埃尔文看到这篇论文，高兴的睡着了。
做戏要做全套，所以想要研究时间，还是绕不过狭义相对论。
首先是光速不变理论和钟慢效应这两点。
然后是以目前的物理常识来看，物体的运动无法超过光速。
根据爱因斯坦的相对论，任何有质量的物体在真空中的运动速度都不可能达到或超过光速。这是因为随着物体速度接近光速，其相对论质量会急剧增加，所需的能量也趋于无穷大，从而阻止物体进一步加速。具体来说，当物体的速度接近光速时，其质量会增加，要使物体达到或超过光速，将需要无限的能量，这是不可能实现的。
钟慢效应指出，在一个相对我们做高速运动的惯性系中，时间会变慢的现象。这一效应是由?爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论中详细阐述的。钟慢效应表明，当一个物体以接近光速的速度运动时，其内部的时间流逝速度会相对于静止的观察者变慢。?
而光速不变理论则表明在真空中，光速对于任何观察者来说都是一个恒定的值，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。
是不是觉得很难理解？
我们不妨这样看。
你在一列超高速行驶的列车上，你站在空旷的列车中间，拿着两个激光笔。
你和列车相对静止，所以你站在列车正中间，向列车前后两端同时打开了激光笔，在你的观测中，两束激光是同时抵达的列车前后两端。
因为你和列车相对静止。
那么现在，我们以系统外观察者的视角进行观测，观测者站在站台上，列车相对于他做向右移动。他所观测到的激光束却是左边的激光束先到达了列车后端，然后右侧激光再到达的列车前端。
这是因为相对于外部观测者，列车上的你处于高速运动的状态，与你运动方向相同的，向右移动的激光束会比与你的运动方向相反的，向左移动激光束更晚到达列车的墙壁。
而以经典力学中所用的速度相加定理来看，既然光速是以每秒米的速度前进，所以，我们应该以人的速度加上光的速度，来得到在列车上的你用激光笔照射墙壁时激光的速度吗？
按照光速不变理论，光永远以m/s的速度前进，哪怕是在高速行驶的列车上也是一样。
所以，如果我们把钟慢效应和光速不变理论，以及光速无法超越理论结合——
已知光速不变，假设我以接近光速的速度前进，我观测到的光速依旧是恒定的m/s，但一定有某些东西发生了改变。
是的，我的时间变慢了。
按照光速不变理论，我以接近光速的速度前进，我观测到的光速恒定，那么相对静止的观测者观测到的我的相对时间就变慢了，可能我以接近光速的速度下前进，时间过去了一秒，相对静止的观测者的时间已经过去了一分钟。
那么，如果我到达了光速，会发生什么？我们大胆假设一下——
我到达了光速，按照光速不变理论和光速无法超越理论，我的时间停止了，或者说，我无法动弹了，因为只要我一动，那么移动的部位就会超越光速，按照光速无法超越理论，这是不能实现的，所以如果我到达了光速，我就停止了运动，我的时间就停止了。
所以，理论上，按照这个理论，如果突破光速的话，是有可能导致时间倒流的。
那么，有没有什么办法可以超过光速呢？
嗯……这就要看现有物理理论答不答应了，它在听到你这句话的时候就已经抄家伙准备把你物理超度了。
所以，想要突破光速，在现有物理理论下是无法实现的，除非……
如果将现有物理理论比作系统，小爱同学的狭义广义相对论便是它的底层架构的其中之一。
想要突破光速，就需要受系统影响，但不在系统之中。
这个问题，我们暂且按下不表，先去探讨另外一个同样重要的东西——
黑洞。
我们都知道，黑洞具有强大乃至恐怖的引力，连光都无法逃逸。
但是，按照爱因斯坦的广义相对论，引力……真的存在吗？
这里我们要提出一个新的概念，即等效原理。
等效原理是引力的最基本的物理性质，在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系，使一切物质的运动方程中不再含有引力项，即引力可以局部地消除。
很难理解吗？
那不如我们再举一个例子——
牛顿发现了万有引力，引力可以让你站在地球上，而不是像正当防卫里把火箭推进器黏在屁股上飞上天一样哈人。
在地球上，有一个没有窗户的房间，在房间里，你站在一个体重秤上，此时你的体重为80公斤。
那么我们换一个地方，来，我给你找了一个宇宙飞船，里面也有这样一个房间。
此时宇宙飞船以每秒9.8米的速度向上匀速飞行，你踩在体重秤上，显示体重为80公斤。
这和在地球上一样，对吧。
那么如果根据等效原理，那么我们就可以得出这样一个结论——
引力=加速度。
这是基于等效原理得出的结论。
那么，黑洞能扭曲光，应该也是由于引力，或者等效于引力的加速度过于庞大导致了光的扭曲。
那么，我们再次进行了一个实验，我制造了一个航天器，用坚固有力的大臂把它丢到了太空中，并维持在每秒9.8米的速度匀速向上运动。
此时，我在航天器里射出一道激光。
我瞄准的是我对面墙壁的正中央区域，但实际测量的位置却并不是正中央，而是偏下了一点点。
而我回到地球，也同样使用这个方法去观测激光的落点，与在航天器中测量的结果一样。
但在经典物理学和几何中，两点之间线段最短，此时这个结论被天体物理学打破了，两点之间，变成了曲线最短。
不过也很好理解，地球是个球体，因此其上的任意两点都是曲线的。
不过讨论的重点并不是曲线，而是黑洞啊。
黑洞的巨大质量产生的巨大引力，导致了光在时空中发生了扭曲，我们在星际穿越中看到的那个黑洞其实就是这样的。
那么为什么巨大的质量会产生巨大的引力呢？
我们把引力带入等效原理，就可以得到下面这句话——