从相对论穿越时空到未来星际时间的探索温海龙（河北省保定市农业科学研究所，河北保定071000）摘要：可以说，如今人们对空间性质的各种认识还停留在爱因斯坦相对论的基础上，文中通过另一个角度从另一方面对空间的性质做了一些讨论，得出了一些新的看法。

得出信息传递需要时间并且具有方向性，并且进一步可以推算出空间上两个不同的点之间的联系与距离成反比。

得出正是空间的这一性质造成了相对论中钟慢、尺缩、超光速时间倒流等各种幻像。

关键词：穿越时空;相对论;相对同时;幻像;测量问题根据相对论，如果一种物质以超光速（300000000m/s 一般光速为每秒钟 30万千米）行驶的话，就可以实现穿越时空。

等于光速时只能是在所在的时空静止了（相当于时空停止，时间不在流逝！），超过光速时可穿越时空！这个问题目前科学界还没有定论。

史蒂芬·霍金写的《时间简史》里对此做过专门的讨论，霍金认为即使真的超过光速，也不可能真正穿越时空，时间倒流只是一个假象，超光速事件将引起时间和空间一系列量子力学上的反应，最终使得穿越时空无法实现。

有人是这样理解相对论的：如果一个钟，以0.5倍声速从原点远去，我们会听到什么现象呢？于是我们发现，在本地钟1.5秒时，远处的钟报1秒，本地钟3秒时，远离的钟报2秒，也就是我们在忽略测量时间时，误以为远去的钟慢了。

而且速度越快，钟慢得越厉害。

超过声速我们将追上钟以前发出的声音，也就是先听到钟敲3下，报3点，再听到钟敲2下，报2点，然后听到钟敲1下，报1点，这就是超过声速时间倒流现象！爱因斯坦相对论中钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象，都可以用声音试验做出效果！爱因斯坦自己的理解，速度无穷大，“绝对同时”有意义，但观测速度上限是光速，因此“绝对同时”无意义。

说明爱因斯坦有时候明白相对论是由于光速太慢，引起的测量问题。

如果测量速度无穷大，则同时性的相对性问题不存在。

对一群盲人来说，测量速度的上限是声速，则爱因斯坦奉献给他们的伟大理论将是声速相对论，但不能因此得出声速最快。

那么，是不是真的如同相对论说的那样，超光速真的可以穿越时空吗？1正文和分析下面总结一下，作出以下对穿越时空的探索与思考。

穿越时空总共有3种情况：1穿越空间，即到达另一个与本空间不同的并且相互独立的另一个空间。

甚至我们可以到一个与我们这个空间完全相同的空间，包空人，物。

2穿越时间，离开现在的空间，回到过去的某一个时间点，严格的讲这也算另一种形式的穿越空间吧，这个空间已经不是原来的空间，不过这两个空间存在一一对应的关系。

3本空间的时间倒流，即我们所处的空间发生改变，回到过去的某一时间点，这种情况属于穿越时间，这个空间还是原来的空间。

当然上面3种情况都是猜想。

不过，根据相对论说得超光速时间倒流穿越时空确不属于上面3种中的任何一个。

所以说，这只能算是一种幻像。

下面用下面的实验来说明这一点，来具体分析相对论所谓的穿越时空，时间倒流！在地球上有AB两个人，在距离地球10万光年远处有个星球乙，上面住着C。

在地球上AB用望远镜发现C正在举行婚礼。

并且A发现C长的像他妹妹，于是A决定乘宇宙飞船去乙星球看看C。

假设此时地球上是西元元年，A用望远镜看到C举行婚礼后立即乘飞船动身前往乙星球。

现在我们请上帝帮个忙，让他在此刻也就是地球上的西元元年，在即将动身的A的飞船上，和地球上各放一个钟，并且麻烦下万能的上帝在远处的乙星球，在C举行婚礼时在C 星球也放一个钟。

然后开始计时，由ABC三人负责观察和记录钟表摆动情况。

为了方便计算和分析，现在我们让A的飞船以光速前往C星球。

现在我们分析下当A到达乙星球与C相遇时的情景。

根据相对论，速度达到光速，时间会停止。

那么此时C星球处于A出发时地球上的时间，即西元元年。

而地球上的AB看到C举行婚礼时，其实婚礼已举行了10万年了，因为光从乙星球传到地球需要10万年才被我们看到。

所以在乙星球的C 观察的钟表摆过了10万年。

再分析A飞船上的情况。

,运动是相对的，A从地球到乙星球，也可以看成A不动，乙星球向A飞行了10万光年。

我们已经提前规定了，速度是光速，所以当A到达乙星球与C相遇时A飞船上的钟表也摆过了10万年（很多看过的人都表示这里存在歧义，不过话说回来，毕竟谁都没有做过这个实验，究竟对与不对也很难说，所以不妨先把这里的疑惑放一放，继续看下去）。

最后分析下现在在地球上B的情况。

当然，我们认为此时地球还处于西元元年，即出发那一刻。

因为光速时间暂停A到达乙星球不需要时间。

可是运动是相对的。

A远离B，我们同样可以认为B远离A。

既然A的钟表可以摆过10万年，那么在某个角度上我们也可以认为B的钟表也摆动了10万年。

我们此时可以再麻烦下上帝处于这个特殊的位置观察这一现象。

此时在上帝看来，ABC三个人的钟表都摆过了10万年。

那么在上帝看来此时是同一时间。

即A到达乙星球与C相遇和地球上钟表摆过10万光年为同一时刻。

那么，三人都往前追溯10万年，即C结婚和AB在10万光年远的地球上看到C 结婚时也是同一时间。

相对论也说过，同时具有相对性。

所以我们完全可以这样认为。

也就是在这一角度上地球与远处C星球的10万年前是同一时刻！！！此时相对论的穿越时空幻像就可以轻易揭开了。

如果A飞船速度是光速，那么A到达乙星球与C相遇，那么，那一刻是西元元年，也就是相对论说得达到光速时间暂停了。

如果A 飞船速度是超光速，那么A到达乙星球与C相遇，用的时间一定比光速时少，相遇那一刻一定会发生在西元元年之前，这就出现了一个奇怪的现象—西元元年出发，到达目的地时时间确到了西元元年以前！也就是出现了所谓的时间倒流，穿越时空！！！可是，如果把地球上的西元元年与远处乙星球的西元10万年前当成同一时刻，所谓的时间暂停，时间倒流都不存在了。

因为那都发生在了上帝在同一时刻放好三个钟表，并同时让三个钟表都开始摆动的那一时刻之后，也就是地球上的西元元年和远处乙星球的西元前10万年这个相对同时之后。

按照这种看法，地球上的A如果有瞬间转移的能力，他还可以在看到C结婚时瞬间到达乙星球参加C的婚礼。

这依旧不算穿越时空，不算时间倒流，顶多算个穿越距离。

也许，你会反驳，地球跟乙星球是相对的，你可以认为地球上的现在对应着乙星球的10万年前同时发生，我也可以认为乙星球的现在对应着地球上的10万年前同时发生，没错，相对论也说了，同时是相对的，而且在这里似乎确确实实这样对应着，这也正是我们这个空间的本身性质吧。

正是空间的这一性质造成了穿越时空时间倒流等各种幻像。

在这个角度上，可以得出信息传递需要时间并且具有方向性，并且进一步可以推算出空间上两个不同的点之间的联系与距离成反比。

由此可以得出当距离无限大时两者之间可以认为完全独立。

而处于另一个平行空间的任何一点都可以认为与本空间中任何一点有着无限距离，所以在这一角度上可以得出两个平行空间互相独立互不干扰。

由此，我们还可以看到穿越时空时一种奇怪的现象。

假设存在一个与我们这个空间完全相同的空间。

那么我可以在我18岁时到达那个平行空间，而那个平行空间的我可能已经98岁了，也可能我只能看到那个空间的我的第18代单传了。

也可能那个空间我还没有出生，甚至我父亲的父亲的父亲也还没有出生。

也就是说我可以在这个空间的任何时刻到达那个平行空间的任何时刻。

不过，一旦有交集，就产生了联系，就打破了这一现象。

比如我18岁时到达那个平行空间，那个平行空间的我15岁了，然后我离开，回到我现在的空间，那么，现在无论我如何努力，到达那个平行空间之后，那个我都会在15岁之后了，除非那个平行空间发生时间倒流。

所以说，这种情况才算真正的穿越时空，这属于两个空间时间的相对同时现象。

而根据相对论超光速产生的时间倒流穿梭时空只能是一种假像，根本就是在本空间发生的，没有任何的穿越。

下面说下尺缩效应。

根据相对论，在运动方向上速度越快，物体在运动方向上的长度越小，速度为光速时，运动方向上的长度可以认为为0，即变成了一个点。

我们还可以做个试验分析下，在运动方向上长度为n的物体以速度v通过空间一点，用的时间是t，那么，他的长度n=vt。

如果速度达到光速，那么时间暂停，他可以在运动方向上在同一时刻到达前方的任何位置。

不管物体本身的n有多大，我们可以认为他瞬间通过了空间那一点。

n=vt 因为瞬间通过，时间我们认为是0，那么n=vt=光速乘以0等于0，即运动方向上变成一个点。

我们已经知道时间暂停本身就是一种错觉，那么这个尺缩效应自然也就是一种错觉了。

如果说上面的例子还是不能揭开这个幻像，那么，现在举个现实版的超光速例子来说明这一点，我们来看看著名的双子实验。

时钟佯谬或双生子佯谬相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。

一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。

爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。

许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。

如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。

在此只是用语言来描述一种最简单的情形。

不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。

我们的结论是，无论在哪个参考系中，B都比A年轻。

为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。

这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。

在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。

在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。

在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。

这是一个"超光速"过程。

只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。

如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。

火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。

B 看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。

在B看来，A现实比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。

重逢时，自己仍比A年轻。

也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。

上面中提到了一个超光速现象。

其实很好理解。

比如我站在地球上用1秒钟原地转一个圈，根据运动的相对性，那么距离我10万光年远处的一个点，如果以我为静止，把我当参照物，相当于它用了1秒钟以我为圆心以10万光年为半径做了一个圆周运动！现在我们就来看下这个运动，在这一秒内，远处那个点从原点到达的直线最远距离也有20万光年，而且中间是连续的，没发生任何瞬移，它相对于地球上的我的的确确做了一个超光速运动，两个实实在在的物体发生着实实在在的超光速现象。