穿越虫洞是否可以实现穿越？ ｜ 三部科学纪录片看懂广义相对论
穿越虫洞是否可以实现穿越？ ｜ 三部科学纪录片看懂广义相对论
提到星星，很多人脑海中的第一个反应是“一闪一闪亮晶晶”，还有人想到的是“星星是数不清的”。
德国天文学家奥伯斯（Olbers,Wilhelm）在1823年提出了一个问题：如果天空中果真充满了无穷无尽的星星，并且所有的星星都在闪光，那为什么夜空是黑的？
这个问题被称为奥伯斯佯谬（Olber‘s Paradox)。要想解决这个悖论，就得搞清楚宇宙万物的形状、大小和起源。
今天小编就带大家头脑风暴一下，在看完三部关于宇宙的纪录片后，您也能就“广义相对论”说出个一二三来！
奥伯斯佯谬（Olber‘s Paradox)最终被以哈勃和爱因斯坦为代表的科学家们解开了。
在我们头顶的星空中，的确有“无穷无尽”的星星，但我们只能看到光线有机会抵达地球的星星和星系，这就是夜晚天黑的原因。爱因斯坦和哈勃解释了为什么有些星星的闪光，或许永远没办法来到地球上。
爱因斯坦根据广义相对论，得出了一个猜想：宇宙可能是某种移动、有机且不断膨胀的实体，宇宙是一个动态且不断变化的结构。在宇宙膨胀的过程中，星星的光线通往地球的距离也变得越来越大，最终，或许有些光永远都抵达不了地球。
宇宙网络/图源纪录片
而哈勃证实了这种猜测。
哈勃知道，当光源接近我们时，光波会被压缩，呈现为蓝色。如果物体后退，光波会被拉伸，并呈现红色。
遥远的星系正在远离我们/图源纪录片
他发现所有遥远的星系都在变红，它们都在远离我们，不仅如此，距离我们越远的星系，远离我们的速度就越快。
哈勃的观察与爱因斯坦的广义相对论一致，但这并不是说太空中的星系在相互飞离，而是星系之间的空间结构正在膨胀，所以宇宙，它的整体正在变大。
什么是万物，什么是无物?在这部纪录片中，吉姆·卡利里教授（Jim Al-Khalili）在探索宇宙真实大小和形状的同时，也在搜索这些问题的答案，并深入地探究了虚无背后的科学新知。在此过程中，影片记录了那些发现宇宙真相的科学家们非凡的故事，并探究数学和天文学是如何塑造了我们对太空的理解。
那么爱因斯坦的广义相对论到底是什么？我们需要循序渐进地回答这个问题。
在历史上的很长一段时间里，“引力”就是我们认识世界的工具，直到爱因斯坦出现，他告诉我们，引力不是用来解释一切现象的根本，引力本身也只是一种现象。
万有引力定律如果是一个绝对正确的理论，那么它不只是一个在地球上放之四海而皆准的理论，它在地球以外也应该是准的。它起初是非常灵验的，因为它能精准预测太阳系中行星的位置。但除了水星，因为利用万有引力定律，始终预测不准水星的位置。
直到爱因斯坦出现。
根据爱因斯坦的理论，太空并不是空无一物，而是一个被他称作“时空”的结构，这种结构可以被行星、恒星和星系的巨大质量所扭曲。一切有质量的物体都能扭曲时空。质量越大，时空扭曲越显著。
质量越大，时空扭曲越显著/图源纪录片
爱因斯坦的中心理论是宇宙万物均沿直线运动，行进在“时空”这一扭曲的结构中。也就是说，我们看到的行星轨道，其实是行星坠入了被大质量的恒星扭曲后的时空。
所以，如果我们不下意识地把引力看作一种高深的理论，常人会不会很好理解？
没错！很好理解！布莱恩·考克斯（Brian Cox）在片中很形象地解释了引力：“认识引力的一种方法就是，宇宙中万物都在坠落。也就是说月球正在落入由地球质量创造的峡谷，地球正在落入太阳创造的峡谷，而太阳系正在落入由银河系创造的时空峡谷当中。”
所以我们看到的行星轨道，或多或少都是弯弯曲曲的。因为那些恒星、星系压弯了那里的时空，所以时空扭曲了，轨道就扭曲了。
布莱恩·考克斯教授（Brian Cox）在本片中带我们用物理学阐释着人类和宇宙的深邃联系。他在探究人类从何而来？宇宙又将走向何处？在本片中，我们能在欣赏美景的同时，深入了解物理学，并逐渐揭开宇宙各种奇迹的神秘面纱，明了人类与宇宙的联系。
在《宇宙奇观》的《陷落》一集中，布莱恩·考克斯（Brian Cox）讲述了根据广义相对论，一切有质量的物体都能扭曲时空。质量越大，时空扭曲越显著。但是他主要讲解了质量如何影响了空间。在纪录片《与霍金一起了解宇宙》的第二集中，我们可以了解到质量到底如何影响了时间。
根据广义相对论，物质会影响时间。物质越重，在它附近，时间流逝地越慢。
举个例子：就像一条奔腾的河流，当河道中什么障碍都没有的时候，它会迅速地奔流而去。但河道中一旦出现了障碍物，水在绕过它时，流速必然要放缓。离障碍物越远，水的流速就会越来越快，直到恢复如常。
对常人来说，广义相对论应该离我们的生活很远很远，它好像只和星星有关。但是实际上，如果你越靠近埃及的吉萨金字塔，时间流逝地就会越慢。因为它有4000万吨重，它已经改变了附近的时空结构，只是它改变的时间，我们很难察觉到。
霍金在片中说：在离我们1600光年外有一个人马座。它的中心是一个由大量的气体和恒星组成的超级黑洞，这个黑洞相当于四百万个太阳那么重。
我们可以借助这个黑洞实现时空旅行。
我们需要一艘飞船，并且始终保证它沿着黑洞的边缘飞行，这条轨道是一个长达三千万英里的圆周。只要飞船飞得够快，它就不会受到黑洞引力的影响，也就是不会掉进黑洞里。飞船在轨道运行一周需要16分钟。
但在这里，因为黑洞的质量比地球大太多了，所以时间会受到黑洞质量的影响而变慢。在这条轨道上，时间的流动速度将会减慢一半，所以对飞船上的人来说，他们实际上只用了8分钟就飞完了一圈。
飞船严格沿着黑洞边缘行驶/图源纪录片
换言之，在黑洞的这条轨道上过8分钟，就相当于在地球上已经过了16分钟。
如果五年后，他们能立刻返航，马上回到地球。因为他们在黑洞附近时，时间流逝的速度比地球上的人类更快一倍。所以，当他们返航时，他们来到的是10年后的地球。
一群5年后的人，来到了10年后的地球。他们，也就实现了时空穿梭。
英国著名物理学家史蒂芬•霍金（Stephen William Hawking）曾发出警告，称外星生物可能真的存在，但是人类与他们接触可能会带来毁灭性的后果。68岁的霍金在本片中进一步谈论了他对宇宙外星生命问题的最新思考。他认为外星生命几乎肯定存在于宇宙的许多其他地方——不仅是活在行星之上，甚至还可能存在于恒星中心，甚或是漂浮于行星间的广阔宇宙。他在本片中讲述了宇宙的诞生、生命的起源、时间的三种旅行、人类和宇宙最终命运猜测。
在这三部纪录片中，我们能看到是科学的不断发展刷新了我们对宇宙的认识；是后人不断地更新自己的知识体系、不断地推翻前人的错误，在一场场“头脑风暴”中，我们才终于有机会相对客观地窥见了宇宙的一角。
