在迪士尼皮克斯的新電影《光年正傳》中，時空發(fā)生了扭曲。時間旅行是真實存在，或只是科幻？

（圖源：迪士尼/皮克斯）

劇透提醒：本文對一個關(guān)鍵情節(jié)點做出了解釋，但除預(yù)告片里的內(nèi)容以外并未泄露任何其他內(nèi)容。感謝7歲的讀者弗洛倫斯提出的問題。

在迪士尼皮克斯新電影《光年正傳》（Lightyear）的開頭，巴斯光年與他的指揮官和船員們被困了一個遙遠且危險的星球上。

他們離開那顆星球的唯一希望就是去測試一種特殊的燃料，為了測試，巴斯必須飛上太空，反復(fù)嘗試在超高速狀態(tài)下飛行，而他的每次嘗試都要付出巨大的代價。

當(dāng)巴斯每次起飛并完成四分鐘的太空試飛后，他再次返回那顆星球時，總會發(fā)現(xiàn)時間已經(jīng)過去了許多年。巴斯最大的夢想是談一場戀愛，然后擁有自己的孩子，甚至是自己的孫子，而此刻時間竟變成了他最大的敵人。

到底發(fā)生了什么？這僅僅是科幻小說中的情節(jié)嗎，還是說巴斯的遭遇真的可能發(fā)生？

（圖解：在《光年正傳》中，對不同的人，時間流逝的速度也不同，這是一種真實存在的“時間膨脹”效應(yīng)）

時間是相對的：愛因斯坦的偉大理論

巴斯所經(jīng)歷的是一種被稱為時間膨脹的真實現(xiàn)象，有史以來最著名的科學(xué)理論之一——阿爾伯特·愛因斯坦的相對論，預(yù)測了時間的這種特質(zhì)。

在相對論提出以前，普適性最強的運動學(xué)理論是艾薩克·牛頓的經(jīng)典力學(xué)。牛頓的理論非常強大，它為我們太陽系行星的運動提供了驚人的預(yù)測。在牛頓的理論中，時間就像一個巨大的時鐘，它會以同樣的方式為每一個人計時。無論你在宇宙中的什么地方，主時鐘顯示的時間都是相同的。

而愛因斯坦的相對論則將主時鐘分裂為許多個各不相同的時鐘——每個運動的人和物體都有屬于自己的時鐘。在愛因斯坦描繪的宇宙圖景中，每個人都擁有一個只屬于自己的時間。這樣的結(jié)果就是，我們無法保證每個人的時鐘都能以相同的速度運行，事實上，很多時鐘都會以不同的速率計時。

更糟糕的情況是，如果你相對于別人的運動速度更快，那么你的時鐘就會走得比別人的時鐘更慢。這就意味著，如果你像巴斯那樣坐在一艘速度極快的宇宙飛船上，對你而言過去的幾分鐘時間，對于留在你身后的星球上的人們來說，可能就已悄然流逝幾年的光陰。

時間流逝的方向性

從某種意義上來說，時間膨脹可以被認(rèn)為是一種時間旅行，它為我們提供了一種進入他人未來的方式。這也正是巴斯所做的——他進入了那些留在星球上的朋友們的未來。

（圖解：時間膨脹——對一個人而言的幾分鐘，對另一個人就是幾年。圖源：迪士尼/皮克斯）

不幸的是，我們沒有辦法利用時間膨脹來回溯時間，回到過去（正如電影中一個重要角色說的），也不可能利用時間膨脹來進入自己的未來。也就是說，你無法通過快速運動而穿越到未來，去和晚年的自己見上一面。

地球上的時間旅行者

時間膨脹看起來像科幻小說里的情節(jié)，但實際上它是一種可測量的現(xiàn)象。事實上，科學(xué)家們已經(jīng)進行了大量實驗，以證實時鐘會以不同的速度走時，這取決于物體的運動方式。

例如，與在地球上的朋友和家人相比，國際空間站上的宇航員正以非常高的速度旅行（如果你在恰當(dāng)?shù)臅r間抬頭，可以看到空間站從頭頂飛過），這意味著這些宇航員的衰老速度稍慢。

事實上，美國宇航員巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）在20世紀(jì)60年代的月球之旅中就曾經(jīng)歷過一點時間膨脹。

不過不用擔(dān)心，空間站的宇航員并不會感覺到或注意到任何的時間膨脹，這一點與《光年正傳》中出現(xiàn)的極端時間跳躍完全不同。奧爾德林能夠安全地回到他的家人身邊，現(xiàn)在依然在太空中的宇航員們也會。

飛向無限

顯然，時間膨脹可能會帶來嚴(yán)重的代價，但也并不全是壞處。也許有一天，時間膨脹將會幫助我們走向星空。

宇宙是一個極其巨大的地方，到最近的恒星的距離也有402080億公里，相當(dāng)于環(huán)游我們的世界10億次。如果以平常的速度運動，那么沒有人能堅持活到到達終點的那一天。

然而，時間膨脹還伴隨著另一種現(xiàn)象——長度收縮。當(dāng)你朝著一個物體快速運動時，你的宇宙飛船和那個物體之間的距離將會縮小。

粗略地說，在高速運動時，一切物體都會與彼此更加接近，這意味著，對于高速旅行的人來說，他們可以在幾天之內(nèi)就到達最近的恒星。

但時間膨脹仍然有效，你的時鐘相對于地球上某個人的時鐘會變慢。因此，你確實可以在幾天內(nèi)往返于最近的恒星，但當(dāng)你回到家時，你身邊的所有人都已離去。

這既是星際旅行的希望，也是它注定的悲劇。

BY:Sam Baron

FY:趙若彤

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