【文/田中誠士】
問:聽說時光機有可能被製造出來,是真的嗎?
貓頭鷹博士:雖然這樣講有點誇張,但最近的有些報導的確會讓人做此聯想。
問:是指發現比光速還快的微中子的那則報導嗎?
貓頭鷹博士:沒錯!包括名古屋大學在內的研究團隊,在從橫跨法國與瑞士國境的歐洲粒子研究中心(CERN)向義大利發射微中子的實驗中,居然發現微中子比 光還要早到達目的地。雖然只有一億分之六秒的時間差。
問:為什麼引起這麼大的轟動呢?
貓頭鷹博士:因為這麼一來,自1905年以來一直被學術界奉為圭臬的愛因斯坦狹義相對論就有可能出現破綻。
問:那什麼是狹義相對論呢?
貓頭鷹博士:舉例來說,若在行進中的電車裡丟球,此時球的速度將等於電車的速度與球飛出去的速度之和。
問:的確如此。
貓頭鷹博士:但把球換成光時,從停止中的電車發出的光與從行進中的電車發出的光的速度則是一樣的,不能用加法來計算。
問:???
貓頭鷹博士:雖然這和常識背道而馳,但觀測到的事實是這樣的。這種現象被稱為「光速恒定」,而愛因斯坦以這一現象為出發點提出的關於時間和空間的新理論, 被稱為「狹義相對論」。
問:哦,原來如此。
貓頭鷹博士:然而,以狹義相對論解釋「光速恒定」現象時卻會產生矛盾,時鐘在移動中的物體上時行進會變慢。譬如搭乘電車時,因為時間和空間的變化,雖然極 不明顯,但我們的手錶也會有變慢的情況。若將時鐘擺在以光速的90%飛行速度的火箭上,當地面上原地不動的時鐘經過一秒時,火箭上的時鐘只經過了0.44 秒而已。
問:1秒和0.44秒?
貓頭鷹博士:沒錯。假如有一對雙胞胎兄弟,哥哥搭乘火箭進行太空旅遊數十年後返回地球,兩兄弟再次見面時雖然哥哥看起來是中年人,但弟弟卻已經變成老爺爺 了。
問:只是因為時鐘行進延遲,哥哥就不會變老嗎?
貓頭鷹博士:正是如此。雖然這種火箭製造上有難度,但就理論而言可以得到這種結果。也許並不能和未來的自己見面,但某種意義上也可以稱作是時光機的。
問:那也能回到過去嗎?
貓頭鷹博士:根據狹義相對論,如果有超越光速的物質存在,引起時鐘變慢的時間和空間的變化會變得非常極端,將有可能向過去傳送資訊。因此大家也開始期待能 夠有重返過往的時光機登場!
問:這實在是令人感到興奮啊!
貓頭鷹博士:但要圓這個美夢其實非常困難。目前將火箭加速到光速以上是完全不可能的,而且事物發生的先後順序將會變得非常詭異。
問:怎麼個詭異法呢?
貓頭鷹博士:比如說,假設回到了過去,就可能讓自己的父母親分手,那麼照理來說自己根本就沒有出生也不應該存在。或是在知道了賽馬的結果之後告訴「過去的 自己」這個消息藉此大賺一筆。將會發生種種被稱為「因果倒置」的現象。
問:這樣一來似乎會帶來很多困擾。不過,不管怎麼說,還是很期待研究團隊實驗的結果呀!
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