各位時間旅行者們,請注意了_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2021-03-17 15:00
我們經常在各類科幻作品中看到“時間旅行”的題材。但是時間旅行是真的可以實現的嗎?時間旅行本身是否安全?今天我們不聊“相對論”“改變時間線”之類的東西,我們從地球的運動方式出發,談一件時間旅行者們必須注意的事情。所以各位時間旅行者們請注意……

時間機器!這是一件多麼炫酷的事情!
你再也不會趕不上deadline,你可以痛快地教訓小時候欺負過你的惡霸,與年輕的自己一起玩耍。但是別高興得太早,時間機器有一個很嚴重的問題——它會在瞬間殺死你。
讓我來告訴你為什麼。
我們行星的運動速度,比你想象的快得多
圖片來源:Wikimedia
是不是很神奇?我們的蔚藍色星球就這麼安安靜靜地懸浮在太空之中,緩慢地繞軸旋轉,太陽東出西落,日夜交替。如此靜謐,如此平和。
但是這整個圖像其實是一個誤解。或許更好的展示方式是這種:
圖片來源:Wikimedia 作者有改動
這也不夠準確。但是至少傳遞了第一張圖像沒傳達的東西。儘管從太空中觀察,地球看起來轉得很慢,但是實際上並非如此。誠然,一天有二十四個小時,這就是我們的星球自轉一週的用時。但是地球是巨大的,它不是一顆玻璃珠。地球的周長是40075公里(約25000英里),半徑是6371公里(約4000英里)。這意味着地球表面的任何一點都以十分瘋狂的速度運動。如果你不明白為什麼的話,看看下面這張動畫:
紅色和綠色的球具有同樣的角速度,也就是説,它們掃過同樣角度,花費的時間相同。但是切向速率是不同的。綠色的球在空間中的運動速度比紅球快得多。這也只是在兩個球只相距一英寸的情況下。想象一下,如果綠球與紅球相隔10英寸,它會比紅球快多少?如果相隔200英寸呢?如果相隔253,440,000 英寸,那麼綠球的運動速度將會快得讓人毛骨悚然。
253,440,000 英寸對應於4000英里,大約是地球的半徑——6371公里。
你知道這意味着什麼嗎?這意味着你就像這顆綠球一樣,處在距離轉動中心點6371公里的位置,即使紅色和藍色的球就像地球一樣花費整整24個小時來轉完一圈,你依舊會以460米/秒的瘋狂速度飛馳。你只是沒有意識到而已,因為地面和大氣,以及周圍的一切都以和你同樣的速度運動着。
這就好比你坐在飛機裏,向嘴裏扔了一顆花生,這顆花生餅不會象一顆子彈一樣貫穿你的頭,將你置於死地。即使這顆花生正以幾百英里每小時的速度運動,但因為你和它的運動速度是幾乎一樣的,所以它並不會傷害到你。
除此之外,我們的星球除了自轉,還會繞着太陽進行公轉。公轉的速度大約是30公里/秒。
圖片來源:Wikimedia 作者有改動
是的,地球要整整一年才能繞太陽一圈,但是這並不意味着它運行緩慢。這隻意味着它走過了非常長的距離。
為什麼時間旅行者需要關心地球的運動
你還沒有發現問題所在嗎?
假設你有一台時間機器。這台時間機器大概就長電話亭的樣子。裏面有一些控制桿和按鈕,可以讓你來精確設定穿越到未來或過去的哪一天。所以,如果想看霸王龍,你……
事實上,或許我們應該首先嚐試安全一點的事情。我們將時間倒退一分鐘,如何?只是來確認下這個玩意兒功能正常。
於是你在時間機器裏設定好時間:去一分鐘前,然後按下確認按鈕。然後會發生什麼呢?
答案是:你會死掉。你會變成一個“充氣的羊皮袋”,氣體會從你的腸胃中排出,你會同時進行排便、排尿和嘔吐。
哈?為什麼會這樣?
原因是:地球以每秒30公里的速度繞太陽運轉。因此,一分鐘內它將行駛30*60=1800公里。這大約是國際空間站高度的4.5倍。因此,當你站在“電話亭”裏的時候,時間倒流了,地球從你的腳下迅速抽離。你會懸浮在太空中,而處在真空中的主要後果之一,就是上面提到的“山羊皮”般的恐怖情形。
如果時間機器可以在空間中移動呢
如果你的時間機器不但可以實現時間旅行,而且可以實現空間旅行,那麼你的時間機器似乎還是可以用一用的。然而這樣仍然是十分危險的。
假如我們穿越到1000年以前,但是你知道1000年以前我們的地球在宇宙的哪裏嗎?你不僅需要知道在哪裏,還需要知道極其精確的位置。因為即使一個非常小的錯誤,時間機器都有可能把你送到外太空,或者地殼、山脈、大氣層中,這多危險啊。
不僅如此,即使你精確地知道在那一時間我們地球的位置,但是你敢穿越嗎,你知道那裏有什麼東西等着你嗎?沒準那裏剛好有一隻恐龍等着你,然後你就變成了恐龍的食物……
即使我們假定那兒既沒有恐龍,也沒有其他的危險的東西,我們仍然需要注意一些其他的問題。比如你的時間機器必須匹配地球的速率和方向,也就是匹配速度。否則的話,考慮到地球如此快速的移動速度,其難度就像要登上一輛迎面而來的子彈頭快車一樣。
並且,為了避免你就像蚊子一樣被地球撞擊,你同樣需要考慮太陽以及整個太陽系在銀河系是如何呼嘯而過的。
注意,看這兒:
圖片來源:Wikimedia
我們的太陽系在太空中的運動軌跡是這樣的。黃色的球是太陽,淺藍色的繞着太陽作螺旋狀運動的球就是地球。要想用完時間機器後活下來,你需要在這個瘋狂的旋轉的球上安全着陸。
所以,正如你所見,時間機器幾乎肯定會置你於死地。
唯一避免危險的方法是,它能以極度精確的速度將你傳送到太空中,確保你不會出現在恐龍或其它危險物附近,並使你朝着正確的方向加速,來匹配地球的速度。考慮到這一切,不管你多麼想胖揍幼兒園裏的惡霸一頓,冒險似乎都不值得。
作者:David B. Clear
翻譯:xux
審校:C&C
原文鏈接:
https://medium.com/i-wanna-know/why-a-time-machine-would-instantly-kill-you-c7c87e397f49