相對(duì)論：《星際穿越》中時(shí)空旅行的理論發(fā)展

根據(jù)廣義相對(duì)論，1939年美國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W本海默證明，假如星體質(zhì)量聚集到一個(gè)足夠小的球狀區(qū)域里，引力的強(qiáng)烈擠壓會(huì)使那個(gè)天體的密度無(wú)限增大，然后產(chǎn)生災(zāi)難性的坍塌，使那里的時(shí)空變得無(wú)限彎曲，這就是人們常聽(tīng)說(shuō)的黑洞。廣義相對(duì)論是不可思議的想象力與合理性的完美結(jié)合，為理論物理學(xué)樹(shù)立了一個(gè)典范。

作為相對(duì)論的一個(gè)推論，愛(ài)因斯坦提出了著名的質(zhì)能關(guān)系式：能量等于質(zhì)量乘以光速的平方。在這一理論的指導(dǎo)下，1939年，科學(xué)家找到了通過(guò)核裂變把質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，釋放巨大原子能的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而制造了原子彈，后來(lái)又利用核聚變發(fā)明了氫彈。而可以控制反應(yīng)劇烈程度的核反應(yīng)堆的和平利用，比如核電站、可控核反應(yīng)堆供暖系統(tǒng)等極大地改善了人們的生活。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)也依賴于相對(duì)論。愛(ài)因斯坦指出：傳統(tǒng)的時(shí)間概念只能在簡(jiǎn)單的條件下才能確定，當(dāng)多種因素暫時(shí)聯(lián)系起來(lái)的時(shí)候，傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)方法就失去作用。全球定位衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，由于處在不同的參照系上，時(shí)空無(wú)法和地面同步，只有根據(jù)衛(wèi)星和地面的原子鐘不斷調(diào)整時(shí)間，才能保證定位系統(tǒng)的精確。

1976年，物理學(xué)家維索特和列文向太空發(fā)射了一枚載有時(shí)鐘的火箭。他們觀察到，這個(gè)時(shí)鐘與放置在地球上的時(shí)鐘相比，多獲得了1/10微秒。他們認(rèn)為，為了在未來(lái)時(shí)光中旅行，就需要利用那些強(qiáng)度遠(yuǎn)高于地球重力的引力場(chǎng)，比如中子星引力場(chǎng)。如果讓飛船到達(dá)一顆中子星上，就會(huì)在未來(lái)的時(shí)光中邁出一大步。

相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)，極大地改變了人類對(duì)宇宙和自然的“常識(shí)性”觀念，提出的“同時(shí)的相對(duì)性”、“四維時(shí)空”、“彎曲時(shí)空”等全新的概念，讓整個(gè)科學(xué)界為之一震，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。而人類對(duì)于相對(duì)論的創(chuàng)造性應(yīng)用，也必將為我們的生活和未來(lái)帶來(lái)翻天覆地的變化。

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