宇宙中時間和空間的關係,既然說到這裡,那麼就不得不提出維度的概念,在現代物理學中,科學家普遍認為宇宙的本質是多維的,在我們可以看到的三維時空之外還存在更多的維度,只不過這些維度我們無法感知也無法理解。
我們生活的宇宙是多維空間中的一個“泡泡”或者是一層“膜”,分別對應兩種宇宙形狀“球形”和“平坦宇宙”,宇宙的形狀究竟如何我們不得而知,因為從人類的角度不論如何研究都是十分有侷限性的,我們無法看到宇宙的全貌,只能模糊的在460億光年左右的可觀測宇宙中嘗試瞭解宇宙的全貌。同時這個範圍內的宇宙對於我們來說也是模糊的,因為光速的限制,我們看到的宇宙是根據距離來判斷都是很久之前的宇宙,科學家在觀察10光年外的其他星系時,看到的是這片星系10年前的樣子,因此宇宙中的其他星系或許已經誕生了生命,只不過因為距離太遠,我們看到的仍然是一片死寂的黑暗。
對於人類來說,宇宙真的很大,因此想要從我們的角度探索出一些在宇宙中都很少會發生的事情,幾乎是不可能的,文章開頭提出的問題,時空旅行和穿越空間,都需要解決一個難題,那就是光速,光速是宇宙中的第一速度,雖然這個速度對於我們來說很快,但是對於整片宇宙來說光速有顯得緩慢了,因此人類想要真正意義上的探索宇宙,首先就需要突破光速。但是光速真的那麼容易達到嗎?從相對論來說,一個有質量的物體在接近光速的同時,質量會變的無限大,越接近光速質量就越高,因為小數點後有無數位,因此質量就等同於無限,這個時候產生的能量是超乎想像的,因此人類很難達到光速。
如果忽略這個條件,假設一個宇宙飛船可以達到光速,仍然有兩個限制,第一個就是時間比例,也就是我們常說的“鐘慢效應”,當一個物體接近光速時,周圍的時間會相對性的變慢,一個宇宙飛船光速飛行一分鐘,地球上或許已經經過了無數的時光,因為越接近光速飛船內的時間就會越緩慢,隨著接近的同時這個比例會無限放大,因此我們難以想像超光速飛行的宇宙飛船會產生怎樣的後果。
其次前文中提到過,光速是恆定的,我們眼睛看到的一切都需要光來傳遞,如果超越光速後周圍的一切在我們的眼中就會“倒退”,但是這並不是時空逆流,我們的時間仍然在流逝,只不過因為我們追上了光,看到了過去的景象,這個時候又應該如何判斷方向呢?因此超光速對於人類來說難題太多,並且會產生科學無法解釋的“悖論”,因此想要打破空間的限制遠比我們想像的要困難,人類連基本的要求接近光速都無法做到,電影中出現的這些鏡頭都是十分缺乏科學依據的。
那麼時空旅行為什麼無法實現呢?其實從物理學來看,我們在電影中看到的穿越時空,從而影響世界線發展的事情是不可能出現的,因為每一分每一秒的時空都是“獨立”的,時間其實並沒有流逝,我們只是從一個獨立的時空過渡到了下一個獨立的時空,因此就算成功時空旅行,也無法對其他的時空產生影響。那麼我們真的無法對宇宙空間產生影響嗎?答案或許並不是如此,因為在宇宙中也有一些時空被“扭曲”的現象,在宇宙最神秘的天體黑洞周圍,光線是會被捕捉的,強大的引力束縛光線,科學家認為黑洞周圍的時空已經被強大的引力“扭曲”,只不過因為光線無法逃脫,我們也無法觀察,但是在另外一種天體——中子星的身上,我們可以找到時空扭曲的小證據。
中子星的質量很高,但是遠遠不及黑洞,但是它仍然可以在一定程度上影響光線的運動,只不過不足以束縛光線,只能改變一些光線的運動軌跡,一開始科學家只是認為是引力束縛了光線,但是在一些中子星周圍,發現了一些鐵砂,只不過這些鐵砂的軌跡也是扭曲的,因此判斷中子星周圍的時空也產生了一定程度的扭曲,愛因斯坦更是說引力的本質就是時空的彎曲。因此當質量足夠大時是可以對時空產生影響的,人類並不是無法改變宇宙空間,只是因為我們的能量不夠,動力不夠因此打破空間和時間的限制對於我們來說是“不可能完成的任務”,但是當科技不斷發展,這個問題或許就可以解決。