如何有科學的方法穿越時空

① 用什麼辦法能穿越時空

在物理學的研究中，人們提出過很多佯謬。提出佯謬的目的，是使所研究的問題尖銳化，以便於進一步把理論的基本概念搞清，或弄清邏輯論證中有什麼錯誤，或隱含著什麼樣的假定，或者忽略了其它什麼重要因素，等等。關於狹義相對論就曾提出過兩個佯謬，即「雙生子佯謬」和「爺孫佯謬」（即超光速運動所導致的時間倒流或因果顛倒問題）。「雙生子佯謬」在狹義相對論推廣到廣義相對論後得到解決，「爺孫佯謬」將在本文所討論的狹義相對論的進一步推廣中得到解決。

一、雙生子佯謬

設想有兩個孿生兄弟甲和乙，甲乘飛船作太空旅行，乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飛船在極短的時間內加速到速度v（速度v接近光速c）。然後飛船以速度v作勻速直線飛行，飛船飛行很長一段時間後，迅速調頭並繼續以速度v作勻速直線飛行。回到地面時緊急減速、降落，並與一直在地面上的乙會合。甲只在啟動、調頭、減速降落的三段時間內有加速度，其餘的絕大部分時間都在作勻速直線飛行，處於狹義相對論適用的慣性系。

按照第一章由洛侖茲變換導出的運動的時鍾變慢的關系式

其中，△t為慣性系S的一靜止的時鍾所走過的時間，△t/為相對於S系以速度v運動的慣性系S/的一靜止的時鍾走過的時間。

因甲啟動、調頭、減速降落的時間很短，如果略去這三段時間，則有

τ為甲乘飛船作太空飛行所度過的時間，T為乙在地球上在甲乘飛船作太空飛行期間所度過的時間。即甲作高速太空旅行，返回時發現乙比甲變老了。

如果飛船速度非常接近光速c，相對論效應就會非常明顯，如若v = 0.9999c ，則T=70.71τ。即如在這一對孿生兄弟20歲時，甲乘飛船作太空飛行，甲認為飛行時間只有一年，在其返回地面時，甲只有21歲，但他卻發現乙卻成了90多歲的老人了，亦即乙比甲年老了許多。

但是，以上情形還可以換另一個角度來考察。即對於乘坐太空飛船的甲來說，甲在飛船上靜止不動，甲看到乙在極短的時間內朝相反的方向加速到速度v，然後乙以速度v作勻速直線飛行，乙飛行很長一段時間後，迅速調頭並繼續以速度v作勻速直線飛行，在與甲會合時緊急減速。在甲看來，乙只在啟動、調頭、減速的三段時間內有加速度，其餘的絕大部分時間都在作勻速直線飛行、亦處於狹義相對論適用的慣性系。因此，在甲看來，如果略去乙啟動、調頭、減速這三段時間（因這三段時間相對很短），在乙離開飛船期間，乙所度過的時間τ/與甲所度過的時間T/也應存在以下關系（狹義相對論一般將相對於靜止系統作勻速直線運動的系統內靜止的鍾所走過的時間記為τ，稱為該系統的原時）

這樣，在甲乙會面時，甲比乙變老了。即如乙作勻速直線飛行的速度為v = 0.9999c ，在乙飛離甲一年後與甲會面時，乙只有21歲，但他卻發現甲卻成了90多歲的老人了，亦即甲比乙年老了許多。

可見，從不同的角度分析其結論是不同的，而且是相互矛盾的。究竟是乙比甲年老了許多還是甲比乙年老了許多？還是兩者都錯了，二人應該一樣年輕？這個命題就叫做「雙生子佯謬」。

「雙生子佯謬」使人們爭論了很長時間，愛因斯坦在1918年專門寫了一篇文章，以一個訪問者和他本人問答的方式，說明了「雙生子佯謬」的問題所在，「雙生子佯謬」問題才告解決。

人們在討論「雙生子佯謬」問題時，無論從哪個角度考慮，總是為了應用狹義相對論，並認為啟動、調頭、減速這些過程的時間很短，所以將啟動、調頭、減速這些過程的時間給忽略了。但「雙生子佯謬」問題的關鍵，恰恰是被忽略了的這些過程所引起的。

在按第一種觀點考慮「雙生子佯謬」問題時，乙留在地面等待甲，甲乘飛船作太空旅行，甲所乘坐的飛船在啟動、調頭、減速降落這些過程的加速、減速，都是相對於乙所在的慣性系而言的，所以這些過程沒有什麼附加的特殊效應，又因這些過程的時間都很短，所以可以將其忽略；而按第二種觀點考慮「雙生子佯謬」問題時，既認為甲及其所乘坐的飛船靜止不動，乙在飛離甲及甲所乘坐的飛船時，乙在啟動、調頭、減速這些過程的加速、減速，是相對於甲所處的非慣性系而言的。按照廣義相對論的等效原理，相當於考察乙的運動的參考系中有一個引力場，雖然甲和乙都處在這一引力場中，但因他們在引力場中所處的位置不同，因而引力場對他們的影響也就不同。在乙啟動及減速降落時，甲和乙距離較近，他們的引力場勢相差不大，引力場對他們時間的流逝的影響也相差不大，所以仍可將這部分較短的時間忽略。而在乙調頭時，由於甲和乙的距離非常遙遠，這時乙的引力場勢遠高於甲，它使乙的時間比甲流逝得要快的多，或者反過來說，它使甲的時間比乙流逝得要慢的多。這一影響超過了乙相對於甲勻速運動期間速度v對時間的影響，使乙飛行歸來與甲會合時，乙仍然要比甲變老了。所以乙調頭這一過程在考慮「雙生子佯謬」問題時是不能忽略的。運用廣義相對論進行計算的結果，是乙的時間τ/與甲所度過的時間T/也存在以下關系

或

即乙飛行歸來與甲會合時，甲仍然是21歲，而乙是90多歲。

1966年，人們在實驗中測得μ子繞圓形軌道高速運動時，其平均壽命比在地面上靜止的μ子的平均壽命長。1971年，人們又觀察到了放在衛星上繞地球旋轉的原子鍾比地面上的原子鍾走的慢的現象。這些實驗證明了廣義相對論的正確性，同時也證明了愛因斯坦關於「雙生子佯謬」問題論證的正確性。

二、爺孫佯謬

人們在研究狹義相對論的坐標變換，並考慮運動速度v超過光速c的情形時，又提出了「爺孫佯謬」。

由上一節我們知道，兩事件的時間間隔與它們的空間位置和考察這兩事件的慣性系間的運動狀態有關。雖然如此，兩事件的先後次序仍應是絕對的，不能因為它們的空間位置和考察這兩事件的慣性系間的運動狀態不同而改變，即相對論仍然遵循邏輯關系的因果律，亦即要先有因再有果，如去太空旅行須先啟程，然後再返回；種田須先播種再收獲，人是先出生後死亡。基於這種考慮，人們對相對論進行了如下探討。

假設慣性系s/相對於慣性系S以速度v作勻速直線運動，S中有兩事項P1（x1,t1）和P2（x2,t2），這兩事項在s/系的坐標為（x1/,t1/）和（x2/,t2/），例如這兩事項是信號由P1傳遞至P2 ，則信號的傳遞速度為

根據洛侖茲變換的時間變換關系 得

考慮這兩事件的因果關系在兩慣性系不變，即它們的先後次序不變，因而有

t2-t1>0 ; t2/-t1/>0

故有

即：

因為v < c ,所以滿足上式的充分條件是:

即不破壞因果關系的要求是u≤c，亦即所有信號的傳播速度，包括相互作用的傳遞速度、物體的運動速度都不能超過光速c。否則，如果u>c，則總存在這樣的一些慣性系，使t2-t1和t2/-t1/的符號相反，這就意味著將出現時間倒流、因果顛倒的情形。有人據此提出如下命題：如果u>c，即存在超光速而出現時間倒流，那麼設想某人進入超光速世界的時間足夠長，他的時間不僅倒流到他出生以前，而且倒流到了他父親出生以前，這時他將他的爺爺殺掉，然後又回到我們的低光速世界，這時他和他父親是否存在，如果存在，他父親又怎麼出生。人們將這一命題稱為「爺孫佯謬」，又稱為「祖父悖論」。

有人並不管「爺孫佯謬」或「祖父悖論」的邏輯困難，盡情地在科幻小說、科幻電影、兒童片中發揮著超光速飛行和時間倒流。

三、超光速運動（快子）研究現狀

也有一些人憑著直覺、猜想或哲學的思辯對超光速粒子（即快子）作出了種種推測。尤其現在出現了UFO（飛碟）研究熱，人們依據有關飛碟的目擊報告和其它有關報道、報告，斷定存在超光速飛行，並且也對超光速粒子作出了種種推測。所有這些推測都缺乏理論依據，沒有經過嚴格的理論推導。因而這些推測、猜想所作出的結論是雜亂的，無法作一概括性的介紹。現僅對其中的一些羅列如下，本文只在所引原文後附一個評注，權作是與原文作者及讀者的一個討論：

1、阿西莫夫在《你知道么？—現代科學中的一百個問題》（科學普及出版社 1984年）中寫到的第51個問題：

既然沒有任何東西能超過光速，人們所假定的那種運動得比光快的快子又是什麼玩藝兒呢？

愛因斯坦的狹義相對論有一個要求：我們宇宙中所存在的一切物體，都無法以超過真空中的光速的相對速度運動。單是為了迫使物體達到光速，就得花費無限多的能量，而把它推動到超過光速，就需要花費比無限多還要多的能量，這簡直是無法思議的了。

不過，讓我們暫時假定有一個物體正在以超過光速的速度運動。

光的速度是每秒約300，000公里，那麼，要是有某個質量為1公斤、長度為1厘米的物體以每秒約424，000公里的速度運動，會發生什麼情況呢？如果我們應用愛因斯坦的方程，它就會告訴我們說，這時物體質量將等於（負的負1的平方根）公斤，它的長度將變成（負1的平方根）厘米。

換句話說，任何一個運動得比光還快的物體，都會具有必須用數學上所謂「虛數」來表示的質量和長度。我們沒有任何辦法把用虛數表示的質量和長度具體化，所以，大家就很容易認為，這樣的東西既然是無法想像的，它們就不會存在了。

但是，1967年，美國哥倫比亞大學的傑拉爾德·范伯格卻認為很有希望把那樣的質量和長度具體化（范伯格並不是最先提出快子的人，這種粒子是比拉紐克和蘇達珊最先假定的，但是，范伯格推廣了這種概念）。也許，由「虛數」表示的質量和長度只不過是一種描述具有（讓我們說是）負重力的物體的辦法—這種物體同我們這個宇宙中的物質並不是靠萬有引力互相吸引，而是互相排斥。

范伯格把這種比光還要快的、具有虛質量和虛長度的粒子稱為「快子」。要是我們假定這種快子能夠存在，那麼，它是不是能夠按另一種方式來遵循愛因斯坦方程的要求呢？

顯然，快子是會這樣的。我們可以描繪出比光跑得還要快，但卻遵循相對論要求的快子所構成的整個宇宙。不過，為了使快子能夠做到這一點，在涉及能量和速度的時候，情況就會同我們通常所習慣的情況相反。

在我們這個「慢宇宙」中，不運動的物體的能量等於零，但是，當它獲得能量時，它就運動得越來越快，如果它得到的能量無限大，它就會被加速而達到光的速度。在「快宇宙」中，能量等於零的快子以無限大的速度進行運動，它所得到的能量越大，它的運動就越慢，到能量為無限大時，它的速度就降低到光速。

在我們這個慢宇宙中，一個物體在任何條件下都不能運動得比光快。而在快宇宙中，一個快子在任何條件下都不能運動得比光慢。光速是這兩個宇宙之間的界線，它是不能超越的。

但是，快子是不是真的存在呢？我們可以斷言說，有可能存在著一個並不違反愛因斯坦理論的快宇宙，不過，有可能存在並不一定就等於存在。

探測快宇宙的一種可能的途徑，就是要考慮到如果有一個快子超光速通過真空而運動，那麼，在它飛過時就必定會留下一道有可能探測到的光尾跡。當然，大多數快子都飛得非常快—比光還要快幾百萬倍（正像大多數普通物體都運動得非常慢，只達到光速的幾百萬分之一那樣）。

一般的快子和它們的閃光在我們能夠發現它們之前，早就一瞬即逝了。只有那種非常罕有的高能快子，才會以慢到接近光速的速度從我們眼前飛過。既使在這種場合下，它們飛過一公里也只需要三十萬分之一秒左右的時間，所以，要發現它們也是一樁極傷腦筋的任務！

評註：從虛數的長度和質量出發，認識到快子的相互排斥！但他們認為在快子飛過時會留下一道有可能探測到的光尾跡，不會吧？如果是這樣，快子豈不早被探測到了？他們還認為快子的速度為無窮大時質量為零？

2、美國的馬丁·哈威特在《天體物理學概念》（科學出版社 1981年第1版 第213、214頁）一書中這樣寫到：

當愛因斯坦首次發現狹義相對論概念時，他明確指出物體運動速度不可能大於光速，他認為靜質量和能量的關系式

已經說明，為了把物體加速到光速就需要無窮大的能量。因此如果粒子靜質量不是零，粒子就不可能達到光速，當然更談不上超過光速。

近年來，許多研究工作者卻又提出了這個問題，他們認為連續的加速確實是無法達到光速的，但單憑這一點還不能排除超光速物質的存在，這是通過其它手段產生出來的，他們把以大於光速c的速度運動的粒子稱為快子，並研究了這類實體可能具有的性質。

主張應該對超光速粒子存在的可能性進行研究的基本論點是：對於速度大於光速和小於光速的兩種情況，洛侖茲變換在形式上是相似的，此外變換本身並未排除快子存在的可能性。

當然變換的相似性並不意味著粒子和超光速粒子的表現性質完全一樣。如果我們看一下靜質量和能量的關系式，我們就發現當粒子運動速度v > c 時分母中的量就是虛數。因此如果超光速粒子的質量（此處指靜止質量m0）是實數，那麼其能量就應當是虛數。實際上，人們把超光速粒子的（靜止）質量取為虛數，其主要的依據就是觀測上不能排除這樣的選擇。也許這是一種消極的途徑，但如果我們不作這種假設，我們就更難取得進展，即更沒有辦法對實驗可能取得的結果作出某些預言。

把質量選為虛數後就能使能量E變為實數，同時如式

所示，動量也是實數。

現在把動量—能量關系式

和質量—能量關系式結合起來，我們得到

當v變大時，看來E就會變小，在速度趨於無窮大的極限情況下能量變為零。但此時動量仍為有限值，並不斷地朝| m0c|這個值逼近。

至此，我們不過是在把質量取為虛數這一點上脫離了正統觀念。

人們已經為探索快子進行了初步的實驗，但是至今還沒有探測到，不過，或許將來有一天會發現它們。

看來，超光速粒子不容易與通常的物質發生相互作用，這是它的一個缺點。如果不是這樣，我們現在就可能已經發現它們了。

評註：本文作者認為人們把快子的靜止質量m0取為虛數是消極的，看來是出於無奈！不過把快子的靜止質量取為虛數後，快子的動質量 m 和能量、動量便都為實數了，因而快子便和通常的物質具有相同的行為，所以便可以得出快子是可以探測到的結論。據此理論無法理解為什麼探測不到快子，只能空嘆息「超光速粒子不容易與通常的物質發生相互作用—這是它的一個缺點。」實際上這正是快子的一個優點，當人們真正了解到快子以後就會發現，它為我們提供了一個更豐富、更生動的世界，並讓我們理解我們原來所不能理解的神秘現象，使人能夠更好地發揮自身所具有的潛能。

3、徐克明 甄長蔭主編的《一萬個世界之謎·物理分冊》把「光速是物質運動速度的極限嗎？」作為一個謎：

相對論明確指出，任何物體（粒子）的速度總是小於c，最多等於c 。這個理論上的結果已被大量實驗所證實。然而，在某些問題中，也會出現超光速的情況。這一看來矛盾的情況，只要我們將速度概念再進一步分析一下，就可以將它們統一起來。

這是因為，狹義相對論只對物質運動速度，或者說信號傳播速度和作用傳遞的速度給出了極限，它並沒有限制任何速度都不能超光速，因此，並不能排除自然界本來就存在超光速粒子的可能性。我們把小於光速的粒子叫做「慢子」，超光速的粒子叫做「快子」。自然界的粒子分成慢子、光子和快子三類。近年來，有人按靜止質量的大小把它們分成三個類別：慢子m02 >0 ， 光子m02 =0 ，而快子m02 <0 。目前關於超光速的實驗觀測是非常令人關注的，其主要領域多集中在天文現象方面，但目前尚無具體結果。那麼，自然界究竟是否存在超光速粒子呢？這還是個謎。

評註：同上文觀點相似，是一種頗具代表性的的觀點。

4、南京航空航天大學的田道鈞在《飛碟動力系統的研究概況與展望》中，對飛碟可能的動力原理進行了列舉，其中的一個為：

虛質量原理 根據愛因斯坦的狹義相對論知，設物體的靜止質量為m0 ，則其運動質量m與速度ν的關系為

當在亞光速0＜v＜c時，有m0<m<+∞，即運動質量m總是大於靜止質量m0，並隨著v的增大而接近於光速c時，引起質量m的無限增大，這表明任何有質量的物體其運動速度v以光速為上限，永遠不可能達到光速，更不可能超過光速!現在要想實現星際飛行試問：宇宙間有沒有超光速運動的物體？其次，怎樣使飛碟實現超光速運動？為此先看，在實際觀察中，1973年澳洲科學家通過連續觀測和研究，發現的確有超光速運動的粒子存在，叫做「快子」，其速度以光速c為下限（這豈不與上述結論矛盾？不！因為上述結論是指「有質量」的物體，而在宇宙中確實有些物體在靜止狀態時沒有質量，比如構成所有電磁輻射的基本單位的光子，引力的基本單位引力子等），其次，從理論上為了把上述公式推廣到超光速v >c的范圍（但又不與亞光速v <c時的情況相矛盾），當取v >c時，m為虛數（即把物體的質量由原來的實數范圍相應地推廣到了復數范圍），叫做虛質量，這就是快子。快子的特性為，當其速度越慢，則其能量越大，如給快子一個推力使其能量加大，其速度反而會減小，如所給推力無限增大，其速度將趨近於光速而以光速為下限，反之當其能量越小，其速度反而越快，即在快子的運動方向給一個阻力，如通過阻滯介質以削弱其能量，其速度反而會增大，直到其能量完全消失，其速度將接近於無窮大！據此可見，如能設計出一種轉換裝置，把飛碟及其負載的每一個亞原子粒子全都轉變成快子，即可在一瞬間飛出去而不需任何加速，其速度比光速快很多倍，並可通過調節其能量來控制速度大小,用不了幾天就可飛到另一個遙遠的星系，在那裡不需任何減速，再通過轉換裝置把快子轉換成亞原子粒子，最後再還原成原來的飛碟及其負載，上述情況聽起來簡直是不可思議！但據《新民晚報》1998年1月17日報導，奧地利因斯布魯克實驗物理學院的科技人員，通過一個光學儀器控制盤把處於量子狀態的光子不藉助於任何媒體傳輸到另一個光子，初步完成了「遠距離傳物」（即把物質轉變成光子迅速傳送到遙遠的目的地，然後再重新轉變成原來的物質）的實驗，值得重視。

評註：將v>c直接應用於愛因斯坦的質量速度關系式，得到的質量不僅是虛數，而且還是負數，田先生對此未作任何解釋，不可取。至於1973年澳洲科學家通過連續觀測和研究，發現的確有超光速運動的粒子存在，並未得到人們的承認，估計是下文所介紹的假超光速現象的一種。

5、一篇較全面介紹有關超光速問題的文章：

相對論與超光速 本文編譯自（Relativity FAQ .Philip Gibbsneo6編譯)

人們所感興趣的超光速，一般是指超光速傳遞能量或者信息。根據狹義相對論，這種意義下的超光速旅行和超光速通訊一般是不可能的。目前關於超光速的爭論，大多數情況是某些東西的速度的確可以超過光速，但是不能用它們傳遞能量或者信息。但現有的理論並未完全排除真正意義上的超光速的可能性。

首先討論第一種情況：並非真正意義上的超光速。
(1) 切倫科夫效應 媒質中的光速比真空中的光速小。粒子在媒質中的傳播速度可能超過媒質中的光速。在這種情況下會發生輻射，稱為切侖科夫效應。這不是真正意義上的 超光速，真正意義上的超光速是指超過真空中的光速。
(2) 第三觀察者 如果A相對於C以0.6c的速度向東運動，B相對於C以0.6c的速度向西運動。對於C來說，A和B之間的距離以1.2c的速度增大。這種「速度」—兩個運動物體之間相對於第三觀察者的速度—可以超過光速。但是兩個物體相對於彼此的運動速度並沒有超過光速。在這個例子中，在A的坐標系中B的速度是0.88c。在B的坐標系中A的速度也是0.88c。
(3) 影子和光斑 在燈下晃動你的手，你會發現影子的速度比手的速度要快。影子與手晃動的速度之比等於它們到燈的距離之比。如果你朝月球晃動手電筒，你很容易就能讓 落在月球上的光斑的移動速度超過光速。遺憾的是，不能以這種方式超光速地傳遞信息。

(4) 剛體 敲一根棍子的一頭，振動會不會立刻傳到另一頭？這豈不是提供了一種超光速通訊方式？很遺憾，理想的剛體是不存在的，振動在棍子中的傳播是以聲速進行的，而聲速歸根結底是電磁作用的結果，因此不可能超過光速。(一個有趣的問題是，豎直地拎著一根棍子的上端，突然鬆手，是棍子的上端先開始下落還是棍子的下端先開始下落？答案是上端。)
(5) 相速度 光在媒質中的相速度在某些頻段可以超過真空中的光速。相速度是指連續的 (假定信號已傳播了足夠長的時間，達到了穩定狀態)的正弦波在媒質中傳播一段距離後的相位滯後所對應的「傳播速度」。很顯然，單純的正弦波是無法傳遞信息的。要傳遞信息，需要把變化較慢的波包調制在正弦波上，這種波包的傳播速度叫做群速度，群速度是小於光速的。(譯者註：索末菲和布里淵關於脈沖在媒 質中的傳播的研究證明了有起始時間的信號[在某時刻之前為零的信號]在媒質中的傳播速度不可能超過光速。)
(6) 超光速星系 朝我們運動的星系的視速度有可能超過光速。這是一種假象，因為沒有修正從星繫到我們的時間的減少(？)。
(7) 相對論火箭 地球上的人看到火箭以0.8c的速度遠離，火箭上的時鍾相對於地球上的人變慢，是地球時鍾的0.6倍。如果用火箭移動的距離除以火箭上的時間，將得到一 個「速度」是4/3 c。因此，火箭上的人是以「相當於」超光速的速度運動。對於火箭上的人來說，時間沒有變慢，但是星系之間的距離縮小到原來的0.6倍，因此他們也感到是以相當於4/3 c的速度運動。這里問題在於這種用一個坐標系的距離除以另一個坐標系中的時間所得到的數不是真正的速度。
(8) 萬有引力傳播的速度 有人認為萬有引力的傳播速度超過光速。實際上萬有引力以光速傳播。

(9) EPR悖論 1935年Einstein,Podolski和Rosen發表了一個理想實驗試圖表明量子力學的不完全性。他們認為在測量兩個分離的處於entangled state的粒子時有明顯的超距作用。Ebhard證明了不可能利用這種效應傳遞任何信息，因此超光速通信不存在。但是關於EPR悖論仍有爭議。
(10) 虛粒子 在量子場論中力是通過虛粒子來傳遞的。由於海森伯不確定性這些虛粒子可以以超光速傳播，但是虛粒子只是數學符號，超光速旅行或通信仍不存在。
(11) 量子隧道 量子隧道是粒子逃出高於其自身能量的勢壘的效應，在經典物理中這種情況不可能發生。計算一下粒子穿過隧道的時間，會發現粒子的速度超過光速。一群物理學家做了利用量子隧道效應進行超光速通信的實驗：他們聲稱以4.7c的速度穿過11.4 cm 寬的勢壘傳輸了莫扎特的第40交響曲。當然，這引起了很大的爭議。大多數物理學家認為，由於海森伯不確定性，不可能利用這種量子效應超光速地傳遞信息。如果這種效應是真的，就有可能在一個高速運動的坐標系中利用類似裝置把信息傳遞到過去。
Terence Tao認為上述實驗不具備說服力。信號以光速通過11.4cm的距離用不了0.4納秒，但是通過簡單的外插就可以預測長達1000納秒的聲信號。因此需要在更遠距離上或者對高頻隨機信號作超光速通信的實驗。
(12) 卡西米(Casimir)效應 當兩塊不帶電荷的導體板距離非常接近時，它們之間會有非常微弱但仍可測量的力，這就是卡西米效應。卡西米效應是由真空能(vacuum energy)引起的。 Scharnhorst的計算表明，在兩塊金屬板之間橫向運動的光子的速度必須略大於光速。但進一步的理論研究表明不可能利用這種效應進行超光速通信。

(13) 宇宙膨脹 哈勃定理說：距離為D的星系以HD的速度分離。H是與星系無關的常數，稱為哈勃常數。距離足夠遠的星系可能以超過光速的速度彼此分離，但這是相對於第三觀察者的分離速度。
(14) 月亮以超光速的速度繞著我旋轉！ 當月亮在地平線上的時候，假定我們以每秒半周的速度轉圈兒，因為月亮離 我們385，000公里，月亮相對於我們的旋轉速度是每秒121萬公里，大約是光速的四倍多！這聽起來相當荒謬，因為實際上是我們自己在旋轉，卻說是月亮繞著我們轉。但是根據廣義相對論，包括旋轉坐標系在內的任何坐標系都是可用的，這難道不是月亮以超光速在運動嗎？
問題在於，在廣義相對論中，不同地點的速度是不可以直接比較的。月亮的速度只能與其局部慣性系中的其它物體相比較。實際上，速度的概念在廣義相對論中沒多大用處，定義什麼是「超光速」在廣義相對論中很困難。在廣義相對論中，甚至「光速不變」都需要解釋。愛因斯坦自己在《相對論：狹義與廣義理論》 第76頁說「光速不變」並不是始終正確的。當時間和距離沒有絕對的定義的時候， 如何確定速度並不是那麼清楚的。
盡管如此，現代物理學認為廣義相對論中光速仍然是不變的。當距離和時間單位通過光速聯系起來的時候，光速不變作為一條不言自明的公理而得到定義。 在前面所說的例子中，月亮的速度仍然小於光速，因為在任何時刻，它都位於從它當前位置發出的未來光錐之內。
(15) 明確超光速的定義 四維時空中的一個點表示的是一個「事件」，即三個空間坐標加上一個時間坐標。任何兩個「事件」之間可以定義時空距離，它是兩個事件之間的空間距離的平方減去其時間間隔與光速的乘積的平方再開根號。狹義相對論證明了這種時空距離與坐標系無關，因此是有物理意義的。
時空距離可分三類：類時距離：空間間隔小於時間間隔與光速的乘積；類光距離：空間間隔等於時間間隔與光速的乘積；?/ca>

② 如果時空穿越可行，有什麼方式可以實現時空穿越

打造一部機器，調節好時間地點，人站在裡面一按按鈕，便能夠穿行於過去未來，這不過是科幻作品中天馬行空般的想像罷了。

當然，這並不是說時空穿越就沒有辦法實現，而是說要想穿越時空，絕不會如此簡單，也不會以這種形式實現。那麼怎樣才能穿越時空呢？時空穿越是否存在著理論基礎呢？要解答心中的疑問，首先必須要弄清時空是什麼。

單從字面上來理解，時空就是時間與空間，這是正確的，因為時間與空間本就是不可分割的一個整體。在人類的科學發展過程中，先後出現了兩種截然不同的時空觀，第一類時空觀是以牛頓為代表的，他認為時空是平直的。在牛頓的理解中，時間與空間是平直的，且時間就如同一條湍急的河流，所有人置身其中，只能隨波逐流一路向前，而不能倒退。

另有一種時空穿越的方法，人們大多有所耳聞，那就是蟲洞，蟲洞是一種理論上存在的時空連接通路，通過蟲洞不僅可以實現空間的穿越，也可以實現時間的跨越。

但蟲洞只是理論上推導而出的，宇宙中是否真實存在不得而知。不過既然理論上可以推導出蟲洞，那麼就說明蟲洞有成為現實的基礎，那麼我們是否可以人工打造蟲洞呢？可以是可以，不過在理論上要想打開蟲洞就必須要具備一種物質，這種物質要擁有負質量以及負能量，這是一種很奇妙的屬性，是迄今為止人類都沒有發現過的東西，所以科學家們將這種東西稱之為奇異物。然而就算未來科學家找到奇異物，打開了蟲洞，但是要想藉助蟲洞完成時空穿越也並不容易，因為通過理論計算可知，蟲洞兩端的張力足以將任何物質撕得粉碎。

③ 穿越時空的三種方法是什麼科學家為何警告不要這樣做

前段時間穿越劇的流行，我們也在幻想自己說不定不小心摔了一跤突然穿越，或是腦電波穿越，或是身體穿越，但是無論哪一種，站在科學的角度都無法成立，科學家認為，有三種理論的方法可以讓人們穿越，第一種光速穿越，只要我們時空旅行的速度更快，超越光速我們就可以到達過去或者未來，第2種是冬眠技術，這種方法可以讓我們到達未來，第3種是蟲洞，很多科學家認為蟲洞就是我們常說的時空隧道。

有人認為蟲洞是連接兩個時空的橋梁，通過蟲洞可以實現瞬間轉移或時空旅行，也許有一天我們真的可以通過蟲洞來穿越時空，但盡管他理論上再怎麼可行，但一切都是人們的想像，與其研究時空旅行，還是安安穩穩的過好當下，說不定哪天你的重孫就從未來穿越回現在來看你。

④ 如何才能穿越時空，回到過去呢

過去與未往往都令我們是一籌莫展！過去的已經過去，永遠再不會重來；未來在遙遠的地方，他該來的時候就回來，但絕不會提前一秒鍾到你的眼前！那麼過去未來真的是無法穿越的嗎？我們也知道，這是目前最火的一個話題，在無數的影視劇中，時空穿越是最令人著迷的。那麼真的有辦法實現時空穿越嗎？科學家們認為，從理論上來講，我們有三種方法可以實現時空的穿越。

光速旅行

提到時空穿越，相信大家首先想到的是光速旅行。在我們目前的認知中，光速是最快的速度，如果我們旅行的速度能夠達到或超過光速，那麼我們就可以回到過去或者走向未來。根據愛因斯坦的相對論，如果一個物體的速度要越快，那麼它的質量就要相對來說越小，如果能夠達到光速，那麼它的質量變會變成0。但質量為0的飛行器是不存在的。那麼想要達到光速度，而且質量不為0，那就只有把飛船內的時間變慢。

那麼，在光速度飛船中飛行一小時，而地球其它的地方說不定已經過了幾個月甚至幾十年，這樣就很易實現時空穿越了，這樣，人類可以打開回到過去的大門和通向未來的捷徑。

光速旅行離我們還有多遠呢？2014年6月24日，澳大利亞昆士蘭大學的科學家擬了量子粒子在時間中的旅行並對其「一舉一動」進行了研究，結果表明，至少在量子的尺度上，時間旅行是可行的。

當然，這其中還有一個有趣的「外祖父悖論「，就是你通過時間穿越到過去，在你的母親出生前把你的外祖母殺死。那沒有了外祖母，自然就沒有了你母親，沒有了母親，自然就沒有了你，沒有了你，那你又怎麼回到過去殺死你外祖母呢？因為著名的科學家霍金認為，時間旅行可以使人穿越未來，不可穿越過去！即使能，也千萬不要回到過去！

冬眠技術

我們都知道動物會冬眠，而冬眠時間最長的是睡鼠，它可以在9個月的時間內不吃不喝。那為什麼動物會科眠人不會科眠呢？當然，人類要實現冬眠，絕不僅僅是只想要9個月，而是想要9年，甚至是90年！

我們有三種方法可以穿越時空，但科學家警告，最好不要回到過去
看過《三體》的朋友們都知道，在那裡的星際航行中，動不動就是幾十年，上百年，人們依靠的就是輪班冬眠，就和我們現在上班的三班倒一樣，只不過它們的一般是幾十年，睡幾十年以後再起來值班，容顏依然不會老去，和冬眠前基本上沒有什麼兩樣。

那麼怎麼樣實現冬眠呢？當然以現在的科技來說，主要是冷凍技術。而太空艙是很多科幻電影里的「標配」，人往裡面一躺，冷凍起來，幾十年後，甚至幾百年後，在復活抵達未來。目前，人體冷凍的主流路線，就是將人體放入零下196攝氏度的液氮中，通過極寒、無氧環境，隔絕微生物破壞，防止氧化。幾十年後的你解凍後，可能和你的重孫一樣年輕。

⑤ 穿越時空的方法，我要回到過去！！

不可否認，擁有時間機器是一件非常棒的事情。誰不想回到過去，去改變歷史，讓自己成為超級大明星。科學家也給我們列出了一些實現時間穿越的方法。但是，等等，他們似乎忘記發給你一本穿越守則，不然，你可能有命穿越，無命回來。 1. 你會死得更快 借用時空穿梭電影《比爾和泰德歷險記》 中Rufus 教授說的話『不管你做什麼，不管你在哪裡，這個時鍾，聖迪馬斯的時鍾一直在轉動。』。所以，當你使用時空機器回到過去，去大冒險個6個月，然後再回到現在的時間。你會發現，也許你還是回到穿越前的那一刻，但是，你的身體狀況又變老了6個月。 記住，時間機器不會改變你的年紀，不管你向前穿越還是向後穿越。你將永遠有一條屬於自己的時間線。當你明白了這一點，再來看時空穿越，這無非是預知自己的生命與魔鬼交易。 2. 你吃不下任何東西 我們說的是，你穿越回很久很久上千年之前。人類花了1000多年的時間來研究凈化食物與水的技術，現在人類的胃已經很難在容忍那種極不衛生的飲食條件。所以當你穿越回到過去，你可能會發現，這里的各種食物，都會讓你的肚子狂風大作，不僅僅是胃口，更是讓你的消化系統徹底崩潰。如果你已經確定要開始一次時空之旅，而且是特別遠古那種，我們將非常遺憾的通知你，你必須放棄掉所有可口的飯菜，忍受一段時間的飢餓or疾病。 3.沒有人能夠理解你 這不是在演電影，裡面的人都只說一種英語。事實上，當你回到過去，你會發現即便是你們說的同一種語言，但很難聽懂或者理解對方。呃，你要試圖了解幾年前的古人在說什麼？又要試圖讓那些古人知道你在說什麼？ 想想你在語文古文考試中的成績？！放棄吧，改變歷史，成為名人並不是這么容易的事。除非你事先就是一個古代語言專家。所以，現在你還要試圖穿越回哪兒？你最好的選擇是，做一個啞巴……去改變歷史。當，記住古代的規矩有時候極其嚴厲，你稍做錯一個事情，可能就會引來刑罰和災禍。 4. 不管你到哪兒，你都渺小得如同不存在。 有了之前的困難，如果你還是硬要穿越的話。我們得警告你，不管你到哪兒，你都渺小得如同不存在。開始學會適應古人的生活？首先你是一個身無分文的人，其次你又不太會說當地語言，然後告訴我，你要怎麼開始生活？你會在哪裡打一輩子低廉的勞工，你沒有身份證（因為你根本就不是當時出生的），你沒有家人，你或許會結識到幾個朋友，當是這都不重要。重要的是，你為什麼要去憶苦思甜？更可怕的是，你會被當作怪物or非法移民而被到處驅逐。 5.你是個身無分文的人 恭喜你的時空機器產生了效果，你即將要飛向過去，去收集各種古玩字畫。但是，等等，我想你只能用偷的辦法吧？因為，你的鈔票在當時不僅看上去可笑，更是透露了以後偉大領袖是誰的國家機密。 當然，你可以選擇帶一些食物去交換？！那麼請確保你在交換之前，食物不會壞掉。但是，如果你是去未來，當然，我們都能想到，祝願你成為彩票富翁 :D 6.飛向未來是走不通的 呃，我們剛想出一個賺錢大把大把的機會，現在又給否定了。 首先我們得了解這一點:時空穿越一般是沒有具體地址的，.因為地球一直在不停運動，所以除非你計算出地球在N百年後的太空三維坐標，不然你很可能落空。好吧，即便我們承認這個問題可以解決。接下來，地球的景觀在不停變化，從遠古到現代，填平了多少片海？挖穿了多少座山。你所處的公寓可能400年前就是森林，所以，這種情況發生，你很難確定飛往的目的是安全的，而不會掉落到一棵樹上。好吧，你可以使用歷史書來為自己飛往過去確定地點。但是關於未來，我們無從得之。如果未來是水世界，你可能會被直接送到鯊魚肚子里。 綜上所述穿越有危險投身需謹慎~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~渴望採納········

⑥ 如何能穿越時空

目前所有的穿越時空的方式(小說&影視劇)
1:各種重生流
2:各種奇遇流
3:機械穿越流(時空機器)
4:異能流(DC閃電俠)
如果你想在現實中穿越時空，在如今沒有時空機器的科技能力下，閃電俠的速度是你唯一能穿越的方式即:速度等於大於光速。這也是目前最有可能實現的穿越的方式。

⑦ 穿越時空的方法

穿越時空的方法：

1、黑洞穿越

根據愛因斯坦的理論，時間流逝並不是一成不變的，在有的地方時間過得慢，有的地方時間過得快。霍金也曾在文章中寫過，時間就像是一條河流，在不同的地段會有不同的流速，而這正是實現通往未來之旅的關鍵。

霍金認為超大黑洞就是一部天然的時間機器，在黑洞周圍會明顯地降低時間的流速，至少比地球的時間要慢兩倍。但是接近黑洞的危險非常的大，所以很難去實驗。

⑧ 怎麼才能穿越時空

時空交錯時,地球停滯時,黑洞出現時,精神與肉體分開時. 但這一切都不可能!最多隻能讓我們看到海市蜃樓般的時空穿越.首先先討論一下時光穿梭的可能性，根據相對論，時間流逝的速度是和物質的速度成反比的，也就是說時間不是一成不變的加在每個物體上，這個物質運動的速度越快，時間流逝的速度越慢，（也就是天上方一日，地上已千年的效果，我看得很多科幻文章都有這樣的描寫）我們可以說這種情況就是到達未來，那又如何才能回到過去呢？那就需要超越光速這道屏蔽，進行超光速運動，理論上這種情況幾乎是不可能的，因為越是接近光速需要的能量就越大，如果想超越光速那就需要近乎無限的動能，這顯然是不可行的，當然這是基於這個理論成立的情況下

那好，我們現在忽略這個難題，展開想像，如果我們真的能穿梭時空到達過去，會發生什麼事呢？

我記得好像中學學過一個定理是什麼能量守恆定理，這個定理適用於全宇宙，能量處處守恆，就像一個達到平衡的天平，如果一個物質回到過去會是什麼狀況呢？就像是突然給這個平衡的天平其中一邊加了個砝碼，那會是什麼樣的情景阿！宇宙的平衡剎那間崩塌，宇宙會像煮沸的水一樣沸騰，直至達到另一個平衡狀態為止，如果你我是這個宇宙的居民，那就是世界的毀滅！

哈哈，這就是我對時空穿梭的一點歪論，只是一時興趣所致，胡亂寫的一些東西，我覺得這個理論有個致命的悖論，就是無論光速理論還是守恆理論都是構建在三維(長，寬，高)世界中的理論，而穿越時空顯然已經是在四維（第四維是時間）世界的高度，我們永遠不能想像出四維世界是什麼樣子，因為我們只是那個世界的一部分，就像點連成線，線又組成面，我們永遠不能得窺全

⑨ 穿越時空的6種方法都是哪些穿越時空的方法

穿越時空的6種方法都是哪些穿越時空的方法
時空穿越是物理學家們一直想要完成的一項研究，連著名的物理學家霍金都提出過利用蟲洞，黑洞去進行穿越時空，讓我們回到過去或看見未來。那麼大家知道如何進行時空穿越的具體方法嗎?下面的小編就為大家來介紹穿越時空的6種方法!
穿越時空的6種方法
1、蟲洞穿越
在很多科幻電影中，時光旅行者都是通過時間機器來打開一條能夠穿越時空的隧道，但是無法確定到達的地點在哪裡。物理學家霍金錶示，在現實中這樣的操作是很難實現的，但是這個想法卻並不瘋狂。
對於物理學家來說，時光隧道也許就是蟲洞。霍金說，蟲洞就在我們周圍，只是小到肉眼無法看見。宇宙萬物都會出現小孔或裂縫，這種基本規律同樣適用於時間。時間也有細微的裂縫和空隙，比分子、原子還要小的空隙被稱作「量子泡沫」，而蟲洞就存在於「量子泡沫」中。
2、黑洞穿越
根據愛因斯坦的理論，時間流逝並不是一成不變的，在有的地方時間過得慢，有的地方時間過的快。霍金也曾在文章中寫過，時間就像是一條河流，在不同的地段會有不同的流速，而這正是實現通往未來之旅的關鍵。
霍金認為超大黑洞就是一部天然的時間機器，在黑洞周圍會明顯的降低時間的流速，至少比地球的時間要慢兩倍。但是接近黑洞的危險非常的大，所以很難去實驗。
3、超光速穿越
霍金認為如果宇宙飛船的速度超過光速，那麼宇宙飛船就能夠避免被黑洞給吸入，從而艙內的時間也不會變慢。宇宙飛船以這種方式在黑洞圈飛行一個星期，地球上可能已經過去了100年，那麼就可以去到未來了。
4、刺激大腦穿越
美國的科學家找到了一直新辦法將人虛擬的傳送到過去。他們將刺激人類大腦的某些部位來實現穿越。
一名22歲的志願者稱，在實驗時，他坐在實驗室內，卻感到身臨自己家開的比薩餅店，並可以從店內清楚地看到窗外的風景，甚至還看到了兒時當地的一個火車站。
5、時光機穿越
在1955年的時候，美國康涅狄格大學物理學教授馬利特就想要找到建造一個時光機。他要用一個激光束光環製造一個引力場，光環所製造的引力強度足夠扭曲空間了。
當人走進這個激光束光環的適合，就會走進時間的循環，從而達到穿越的效果。
6、百慕大穿越
在百慕大經常發生一些失蹤事件。1981年的8月，「海風」號遊船在百慕大海區突然失蹤，六人不見了蹤影。時過八年，這艘船在百慕大原海區又奇跡般地出現了!而船上的六人卻只是覺得當時失去了感覺而已，以為只是過了一剎那而已。被人反復告訴他們已經過去了8年才勉強相信。想要穿越的可以去百慕大試一試，但是非常的有風險，更多的是回不來。