互动科普

利用黑洞也有可能去到未来？

不利用“接近光速的速度”，利用“引力强大的天体”也有可能实现去到未来的时间旅行。

根据广义相对论，在引力强大的天体的近旁，时间流动将会变慢。例如在太阳（质量为地球的33万倍，半径为地球的109倍）表面，1年的时间要比地球大约慢1分钟。这是广义相对论所指出的“在有强大引力作用的区域时空（时间和空间）发生变形”的一种效应。

宇宙中甚至还存在着会导致时间流动变得极其缓慢的天体，“黑洞”就是这样的一种典型天体。黑洞具有非常强大的引力，甚至连光也会被它吞噬。距离黑洞越近，时间流动越慢，在黑洞的表面（事件视界），时间甚至会停止流动。

黑洞的表面同地球表面不同，它就是一个边界面，一旦进入这个边界内部，连光也不可能逃出。换句话说，在黑洞的边界面上不会有任何物质。黑洞是一个甚至连光也会被它吞噬掉的真正全黑的空间。

如果能够短时停留在一个黑洞的近旁⋯⋯

现在我们假定有一艘宇宙飞船飞行到了一个黑洞的近旁，试分析一下会出现什么情况（跨页图解）。当然，必须只到达黑洞的近旁，不能被黑洞吞噬掉。比如说，可以围绕着黑洞旋转，在那里只待一会儿，然后赶紧离开，返回地球。

结果，有可能地球已经经过了100年，而宇宙飞船上的人才经过了3年。也就是说，飞船上的人回到地球看见的已经是97年后的未来。

据认为，在我们所在的银河系内就有数百万个黑洞。在将来，它们也许能够派上用场呢。

去到未来旅行，为安全起见，应该利用“巨大黑洞”

越接近一个天体，引力越强。因此，当一艘宇宙飞船逼近一个黑洞时，它的前端受到的引力较强，后端受到的引力较弱。结果，飞船整体会受到一个倾向于把它拉扯开来的力（潮汐力）的作用。在黑洞表面附近，黑洞越小，这种潮汐力越大。质量为太阳10倍左右的黑洞是最常见的黑洞（恒星质量黑洞），宇宙飞船太靠近这样的黑洞，受到的潮汐力会大到将它撕裂开来。不过，在银河系中心就有可能存在着一个巨大的黑洞（质量为太阳的400万倍），去到它的表面附近应该比较安全。

可是，地球到银河系中心那个巨大黑洞的距离为26000光年（以光速行进，需要26000年才能走完这段距离），即使以接近光速的速度行进，往返一次，按照地球上的时间需要超过52000年。

利用一种“球壳状的时间机器”实现去到未来的时间旅行？

利用黑洞有可能实现去到未来的时间旅行，不过，真的实行起来，却要冒极大的风险。操作稍有失误，宇宙飞船就会坠入黑洞内，永远无法脱逃。

美国普林斯顿大学天体物理学教授理查德·哥特博士长期从事时间旅行可能性的理论研究，他在自己的一本著作《时间旅行者基础知识》中介绍了他构想的一种非常独特的“去到未来的时间机器”。

哥特博士设想，可以把木星（质量约为地球的318倍）用作制造这种时间机器的材料。热衷于进行时间旅行的人可以先用木星的全部物质在自己周围建造一个同木星一样大小的“球壳”。然后，设法将这个球壳压缩，使其直径减小到6米左右。这样一个具有超高密度的球壳就是一个可以将人带向未来的时间机器。

在这个完全对称的球壳的内部应该是一种无重力（引力）的状态。这是因为，壳体对内部的时间旅行者施加的引力虽然使他在各个方向都受到了向外的拉力，但是向每一个方向施加的引力都必定会被朝向相反方向施加的引力所抵消，总体效果是球壳内部时间旅行者没有受到引力的作用。处在这种无重力的状态，球壳内部的人想必应该是非常舒适的。

在这个球壳内部没有引力，然而从外部看，这个球壳却是一个具有强引力的物体，因而类似于黑洞的近旁，球壳内的时间流动会比在地球上慢。比如说，在球壳内部经过5年，通过计算可以知道在球壳外部却已经经过了20年。为了安全起见，球壳内部的人必须在球壳膨胀变大以后再回到外面，这时他看到的将会是15年后的未来。

球壳受到巨大引力的挤压，必须要有保证它不会坍塌的技术

日本大阪大学情报科学部的真贝寿明准教授从物理学的角度详细研究过时间旅行的可能性，他指出，“这样的球壳会受到巨大引力的挤压而坍塌，因此必须要采用防止它坍塌的技术。”哥特在他的书中设想过可以用电斥力来支撑球壳，然而无论采取什么方法，所用到的技术难度都必定远超过了今天的科学技术水平。

图：球壳内部没有重力

从某个方向作用在时间旅行者身上的引力必定会被从相反方向作用的另一个大小相等的引力所抵消。从所有方向作用的引力的总效果是内部处于无重力（引力）状态。

（本文发表于《科学世界》2012年第5期）