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天下文化首頁 主題 觀念天文學:孿生子弔詭,讓你可以回到未來
科學自然

發表日期

2018.01.25
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觀念天文學(上下)套書
《觀念天文學》(上)這是最受歡迎的天文通識課,由三位世界級天文物理學家主講。一路帶領著我們遨遊浩瀚無...
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觀念天文學:孿生子弔詭,讓你可以回到未來


圖片來源:Pixabay. CC0 Licensed.

作者/戈特J. Richard Gott 

編按:本套書是最受歡迎的天文通識課,由三位世界級天文物理學家主講,一路帶領著我們遨遊浩瀚無垠的宇宙,是最完整有趣的宇宙導覽手冊。

孿生子弔詭是說,有一對雙胞胎姊妹,其中一位留在地球的家中。另一位則到太空旅行,等她回到地球時,發現自己比地球上的姊妹年輕。

你可以用這種方式,訪問未來。如果你想要到1,000年後的地球去訪問,你只需要搭上一艘太空船,以99.995%光速的速度飛往500光年外的參宿四。你時鐘的走速會是地球上時鐘走速的1/100。根據地球上的鐘,你要花500年的時間才會到達那裡,但是太空船上的你只會老5歲。以99.995%光速飛回地球的過程中,你會再老5歲。但是當你回到地球上時,會發現地球已經過1,000年了。你已經在時間上旅行到未來了。

不過,像這樣的旅程,花費將遠高於目前NASA的經費!而且,現在我們當然也還沒有建造這麼快的太空船的技術,但是從物理定律的角度來看,我們知道這件事是可能達成的。我們已經能夠利用粒子加速器,將質子加速到比這更快的速度,所以知道這樣的速度是可能達到的。這純粹是經費與工程的問題而已——NASA,別忘記喔。

俄羅斯太空人帕達卡(Gennady Padalka),是到目前為止最偉大的時光旅行者。他在俄國和平號太空站及國際太空站出任務的過程中,在地球軌道上高速繞行了總共879天,因此他會比待在家裡的他年輕1/44秒。(這裡的計算還考慮了因太空站的高度,而產生的一些廣義相對論效應。)當他到地球上時,會發現地球的年紀已經比他原本預期的多了1/44秒。他已經旅行到1/44秒後的未來。我知道你在竊笑。這的確不是什麼大旅行,不過仍然算是一趟到未來的旅行。

有趣的是,我們真的有一對雙胞胎太空人,可以說明孿生子弔詭。馬克.凱利(Mark Kelly)曾經花54天的時間待在近地軌道,而他的雙胞胎兄弟史考特.凱利(Scott Kelly)曾經花519天在近地軌道從事任務。因為史考特花比較多時間在近地軌道高速旅行,他現在已經比馬克年輕了1/87秒。

(本書摘自觀念天文學(上下)套書

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