时光倒流能实现吗?

作者: 刘欣淼

在近几年的影视作品和小说创作中,穿越题材一直保持着极高的热度,无数读者和观众热衷于随着作者的文字在不同朝代间“穿来穿去”,体验江湖中的爱恨情仇。尽管这在现实生活中是绝对不可能发生的事情,但确实表明了人们对时光倒流一直怀有强烈的探索欲望。难道我们真的不能看到千年前发生的事情吗?

一个高中生提出了设想:“超过光速飞出地球时观察到的是时间倒流状态下的地球吗?”他基于“我们现在观察到的星星是几万年甚至几亿年前的星星”这一说法,产生了一个大胆的猜想,并且推测:如果在几万光年之外的星星上观察地球,是不是观察到的就是几万年之前的地球呢?

为此,这个高中生提出了一个设想,试图去验证这个猜想究竟是否可行。从本质上讲,他的设想是想要看到地球上事件的倒放影像,而不是做到实际意义上的时光倒流,也不是讨论相对论效应。那么,如何才能看到地球事件的倒放影像呢?

对处于自转中的地球来说,最早从地球表面射出的光走得最远。假设一个事件发生过程的时间为8小时,当事件结束,最后一束光射出时,最先发出的那束光已经传播了极为遥远的距离,具体来说是8 634 022 790.4千米。这个距离接近60个天文单位,相当于60个日地距离。也就是说,实际上只需要沿着光走过的路径去追寻,并且精准捕捉到相应的光子,就能形成完整的倒放影像。

但是,这个设想真的可以实现吗?

知乎博主瞻云分享了自己的见解:如果希望观察到事件画面的视角保持不变,并且倒放的速度和正常的速度一致的话,那么在远离地球时,垂直地球表面的分速度需要稳定在2倍光速。如果分速度介于1至2倍光速,由于捕捉光子的速度减慢,实际上影像的倒流速度也会相应减缓。同理可知,如果是2倍以上的光速收集光子,事件倒流速度将会变快。

因此,当速度可以达到光速的绝对倍数时,这个设想在实验理论上是可行的。但是实际上,这个设想需要超光速,所以在真实时空中是不存在的。

其实,为了捕捉倒流的画面,换一个思路就无需受到光速的限制。瞻云提出了自己的设想:在光经过的路径上布置一系列连续的光子捕捉器。如果最先捕捉到最远处的光子,就可能形成正画面;如果最先捕捉到最近处的光子,就可能形成倒放的画面。这种设想和高中生提出的“追光”设想本质上都是捕捉光子。

然而,问题的关键在于,当距离足够远的时候,我们实际上根本没有条件捕捉到足够数量的光子,更无法形成清晰的、完整的画面。这一设想在实际操作中面临巨大的挑战和限制。

通过深入了解光的理论知识,我们认识到在可见光范围内,光的能量分布梯度存在显著变化,不同色彩的光在单个光子携带的能量上差距也很大。因此,只有在可见光频段所记录的画面才能展现出足够多的细节。

这导致了一个关键问题:当主要的可见光段被滤过,剩下的电磁波信息都是残缺的,严重缺少细节。即使我们有方法收集到足够多的光子,最终得到的画面也是模糊不清的,根本没有有效信息。

因此,从科学的角度来讲,这个高中生提出的设想目前是无法实现的。

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