物理第一课程讲义.pptx

物理第一课授课人——冯岩虫洞天体物理学家认为虫洞是一种天然的时间机器，维持虫洞的开放可以使我们回到过去或者进入未来，当然还没证据显示宇宙中存在“宏观虫洞”。我们只是根据爱因斯坦的广义相对论预言对这一奇特的时空进行研究。时间机器只在科幻片中出现，事件逆着时间箭头方向前进几乎不可能发生，但是爱因斯坦的时空理论允许时间旅行，相对论中预言的某些特定时空可以使时间倒退，通过时空弯曲将两个遥远的空间连接在一起，使得三维空间的旅行变得非常迅速数万光年的旅程会被大大压缩。(实验模拟)平行空间平行宇宙（parallel universes）是指多元宇宙中所包含的各个宇宙。多元宇宙是一个理论上的无限个或有限个可能存在的宇宙集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理法则和物理常数。通常所说的平行宇宙，是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。平行宇宙是指从某个宇宙中分离出来，与原宇宙平行存在着的既相似又不同的其他宇宙。在这些宇宙中，也有和我们的宇宙以相同的条件诞生的宇宙，还有可能存在着和人类居住的星球相同的、或是具有相同历史的行星，也可能存在着跟人类完全相同的人。同时，在这些不同的宇宙里，事物的发展会有不同的结果：在我们的宇宙中已经灭绝的物种在另一个宇宙中可能正在不断进化，生生不息。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻，它们可能处于同一空间体系，但时间体系不同，就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车；它们有可能处于同一时间体系，但空间体系不同，就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。以“薛定谔的猫”来说，埃弗雷特指出两只猫都是真实的。有一只活猫，有一只死猫，但它们位于不同的世界中。问题并不在于盒子中的发射性原子是否衰变，而在于它既衰变又不衰变。当观测者向盒子里看时，整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面是完全相同的。唯一的区别在于其中一个版本中，原子衰变了，猫死了；而在另一个版本中，原子没有衰变，猫还活着。前述所说的“原子衰变了，猫死了；原子没有衰变，猫还活着”这两个世界将完全相互独立平行地演变下去，就像两个平行的世界一样。量子过程造成了“两个世界”，这就是埃弗雷特前卫的“多世界解释”。阿基里斯与龟赛跑：他提出让乌龟在阿基里斯前面1000米处开始，并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后，若阿基里斯跑了1000米，设所用的时间为t，此时乌龟便领先他100米；当阿基里斯跑完下一个100米时，他所用的时间为t/10,乌龟仍然前于他10米。当阿基里斯跑完下一个10米时，他所用的时间为t/100，乌龟仍然前于他1米…… 芝诺解说，阿基里斯能够继续逼近乌龟，但决不可能追上它。”祖父悖论：如果一位旅行者通过时空旅行回到过去，并杀死了自己的祖父，那么这一行为将会危及他自身的存在，因为，如果没有他的祖父就不会有父亲也就不会有他；而如果根本就没有他，那么杀死他祖父·的人又会是谁？这个混乱的时空逻辑被科学家称为“祖父悖论”。能否干预历史：平行空间的产生。双胞胎悖论：相对论说，速度越快则时间越慢。为此，双胞胎哥哥爱尔乘上了接近光速的旅行飞船之后，时间就越来越慢了。等过了一段时间之后，他决定成飞船回来看他的弟弟伯特，发现他的弟弟已经比他老很多了。课后思考：手机的耳机线特别长，每次放到包里或是其他地方都会打成一团结，不管你怎么收拾，后来再拿出来还是一团结。但是，如果一根线短于某个长度时，无论你怎么打乱它，一抖还是会恢复原状。大家思考一下其中的物理原理。