光作為宇宙速度的極限，在以光的速度行駛的人會經歷一個變得很緩慢的時間。時間相對那個人來說，會比不動的人走得慢。而且他們的視野也會發生巨大的變化，時間膨脹會使周圍世界透過正在飛行的飛船前面以隧道形狀出現。

速度對人類來說是令人興奮的。自從人類的輪子發明以來就是這種情況，速度越快，人們就越能感到激情和興奮，相反地可能對某些人來說，速度確實會令人生畏。

在當今我們有速度非常快的飛機、導彈、地鐵、火車等等。儘管如此，宇宙中有一種東西比我們能想象的任何東西都快：

“光”

也許你們中的一些人沒有考慮過這一點，但很多人肯定有……以光速旅行會是什麼感覺？

愛因斯坦的相對論

在牛頓以前的絕對時空觀使人們都相信在物體和引力方面的觀點。而在愛因斯坦出現並永遠改變了人們對這個世界的看法。

在相對論提出愛因斯坦清理了質量和能量之間關係的約諸多疑點。質能等價方程證明了質量和能量是可以相互轉換的，這意味著質量可以轉換為能量，反之亦然。他提出空間觀測並沒有標準的參照系。

一切都是相對的——甚至包括我們的時間。由此推斷，光速是恆定的，與觀察者無關。因此，如果一個人在與光本身相同的方向上以光速的一半移動，那麼光束將與靜止的人看起來相同。

質能等價是什麼意思？

這意味著如果一個物體以光速的 10% 的速度運動，那麼它的質量將增加其原始質量的 0。5%。另一方面如果一個物體以 90%的光速行進，那麼它的質量將是其原始質量的2倍。

那麼我們能以光速旅行嗎？

不能，因為物體質量會受到速度的限制。由質能守恆定律可知如果一個物體以光速運動，它的質量也會成倍增加！考慮一下……光速是每秒 300，000 公里（每秒 186，000 英里），當一個物體以這個速度移動時，它的質量將變得無窮大。因此，移動物體需要無窮大的能量，這顯然是不切實際的。

這就是為什麼沒有物體可以以光速或比光速更快的速度移動的原因。

如果你移動的速度接近光速，周圍的世界會發生什麼情況？

如果我們談論的速度

幾乎

與光速一樣快，比如光速的 90%，那麼就會有有趣的觀察結果。

一方面以這種速度旅行的人會經歷時間變慢。時間相對於那個人來說，比不動的人走得慢。例如如果一個人以 90% 的光速旅行，那麼這個人只會經歷10分鐘的時間流逝，而一個靜止的人會經歷20分鐘，時間會減半！

另一方面是你的視野也會發生巨大的變化，看到的世界將會透過正在旅行的飛船的周圍扭曲變成隧道形狀，而前面的星星會顯示為藍色，身後的星星會顯示為紅色。

從

多普勒光譜分析

可以知道，這是因為飛船前面的星星發出的光波會聚集在一起，使物體呈現藍色，而飛船後面的星星發出的光波會散開並呈現紅色，造成極端的多普勒效應。

在一定的速度後，飛行員只會看到黑色，因為進入飛行員眼睛的波長將超出可見光譜的範圍。

即使有以光速旅行的掃除所有障礙，這肯定會是一生的經歷。

你真的可以透過打破光速回到過去嗎？

在這個奇怪而令人驚訝的時間旅行思想實驗中，跑得比光速還快。

沒有什麼能比光速傳播得更快，相對論認為允許飛船能蟲洞回到過去，但這很荒唐而且還會發生時間的悖論。通過後期版本的弦理論“超光速”旅行可以回到過去，但會發生影象泯滅的事件視界影象，這在觀察者看來似乎很奇怪。

為了找到答案，我們想象了一個接近光速的航天器作為比喻，或者它可以以某種方式比光速更快，並將它傳送到一個遙遠星球的旅程中，然後再返回。

當我們以光速啟動飛船——然後逐漸踩下油門，加速超過光速的“

速度限制

”，看看在各種不同的速度下航行需要多長時間。我們只使用了狹義相對論中的

速度加法公式

，讓我們想象一個觀察者在地球上用超級望遠鏡觀察飛船前進的樣子。

當宇宙飛船完全以光速飛行時，從地球上的觀察者的角度來看，隨著飛船加速遠離，一切都顯得正常。但就在飛船似乎到達地球時，它立即回到地球上的著陸平臺上，觀察者看到了巨大的閃光，其中包含飛船返回的過程就像看了3分鐘的“

瞬間電影

”！

原因如下：想象一下，這艘船在周圍星系，經十年後才能返回地球，而宇宙飛船發射的光，比如說在飛船起飛十年後，地球上的觀察者會看到它在航行的半路五年後發出的光，飛船到達地球時發出的光，經過十年的旅程，在起飛來回二十年後返回地球。現在船已經回到地球，隨著它離地球越來越近，會顯示包含整個路途軌跡的光線的閃光，而這已經發生有了20年，在觀察者看來事情只不過發生幾分鐘左右，這就是相對論著名的“

時間膨脹效應

”

事實上因為飛船正在以光速與它在返回途中發出的光一起“

行駛

”，觀察者同時看到著陸的飛船和像是返回旅程幾分鐘的“

電影

”，當飛船返回到地球時，這艘船並沒有回到過去，反而是在未來前進了

但是如果宇宙飛船突破了光速呢？飛船正在超越它發出的光，所以當飛船起飛時，它會在太空塵埃中留下自己的光。隨著宇宙飛船返回著陸地，但由於距離地球較近的光是那裡的觀察者首先看到的，所以飛船的旅程在觀察者看來是一系列反向追溯飛船旅程的影象，就像倒帶的電影。

由於會發生著名的時間悖論，飛船出境的同時影象還在不斷傳來，所以觀察者可以看到飛船的三個版本：一個是朝地球前進的影象，一個是逆向地球的影象，以及著陸地上的真實飛船。這在宇宙學上稱為“世界線對影象建立的事件視界。

結語

光速是宇宙的速度極限，以光速旅行只會向未來前進並不會回到未來。所以我們想象超光速旅行的飛船會回到過去，透過總行程時間為負數的臨界速度限制，飛船回到了過去，由於時間悖論，在這個場景中的飛船從發射臺起飛前的某個時間，到地球的陸地上建立了基於世界線的一對飛船，然後一個像是向行星起飛。而原來的飛船在正常時間起飛，向行星飛行的飛船會在星球上湮滅。

在這一點上，我們可以推測任何可以想象到的與時間旅行相關的悖論，僅僅比光速快並不本質上導致向後的時間旅行，必須滿足非常特定的條件——比如負物質和蟲洞，作為宇宙的終極速度，光速仍然是任何有質量的物體的最大速度。