以每小時60英里（每小時97公里）的速度驅(qū)車旅行（我想我們并沒有違反速度限制），橫穿美國大陸本土需要50小時，環(huán)球一周需要17天。要用多長時間才能到月球、火星、最近的恒星和最遠的星系上去呢？如果我們想方設(shè)法到太陽系的所有行星（不包括冥王星，它將成為下個世紀(jì)初宇宙飛船的匯合點）上去，這種星際和星系之間的旅行還會是遙遠的夢想嗎？

 我們能否讓時間倒流，回到到處可看到恐龍的那個時期的地球？

 我們看到的一切是否果真在發(fā)生？

 答案也許會讓您大吃一驚。

到其他行星上旅行

 讓我們回到車上，在地球通向宇宙中的任何行星、恒星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行。踩油門以每小時60英里的速度行駛，要用半年的時間才能到月球；在火星與地球間隔距離最近時（每26個月出現(xiàn)一次），要用93年的時間才能達到火星；需要6800年的時間才能到達太陽系最外處的冥王星。

 半年的時間并不糟糕，然而又有誰會花93年的時間去宇宙的某個地方？即使我們能到達火星，那時也得讓重孫子來安葬我們。到達冥王星需要6800年，相當(dāng)于最早的文明時代延續(xù)至今的年數(shù)。很顯然，時速60英里的速度，不能進行星際旅行。好在我們有時速更快的飛行器。

 1947年，美國空軍飛行員查理斯·耶格爾首次突破聲音的障礙，以超過每小時670英里（每小時1078公里）的速度飛行。6年后，他創(chuàng)造了新的飛行紀(jì)錄，比以前的速度快2.5倍。在這之后，1969年阿波羅10號指揮艙內(nèi)宇航員的速度為時速24，791英里（時速39，896公里），這是人類旅行的最高速度。不載人的宇宙飛船的速度更快。其中，以每小時115，200英里（每小時185，391公里）或每秒32英里（每秒51公里）的巡航速度繞太陽飛行的美國宇航局的德國建造的太陽神探測器是速度最快的宇宙飛船（在離太陽最近時，速度可達到每秒44英里，但這個速度不是常量）。只有這個速度才能滿足我們到遙遠星球上去的需要。因此，我們停好車，登上太陽神探測器（其實我們無法登上這個無人駕駛的飛行器）。以32英里/秒的速度旅行，13分鐘可繞地球飛行一周，2小時到達月球，18天到達火星，3.5年到達冥王星。情況大有改善。

到其他恒星上去

 人類到其他恒星上去可不是一件大美差。半人馬星座比鄰星是離我們最近的恒星（這里當(dāng)然不包括我們自己的太陽）之一，與地球相距25萬億英里遠，即地球到冥王星距離的7000倍。我們乘坐太陽神探測器到達半人馬星座比鄰星，要用25，000年。我們星系中的其他恒星都比半人馬星座遠上百上千倍。其他星系就更遠了。我們的銀河系有數(shù)百顆以巨大的螺旋形排列的恒星。我們所看到的空中的恒星只是該螺旋形的一部分。其他星系更遙遠，若不用高倍望遠鏡，就辨不出其中的各顆恒星（在宇宙的萬億個星系中只有5個能夠用肉眼看到，它們在天空中分別只有一個小黑點）。

 由于恒星和星系之間相距遙遠，英里這一測量單位很快變得不實用。天文學(xué)家改用光年（ly）。光年是光在真空中傳播一年的距離，約為5.9萬億英里（9.5萬億公里）。半人馬星座離地球約4.2光年，即從地球到半人馬星座，光約需要4.2年。上面已談到，太陽神探測器的速度是光速的6％，飛完這段距離需要25，000年。光穿過銀河系的螺旋形，需要10萬年；太陽神探測器需要6億年。這個距離實在讓人吃驚。我們能夠在有生之年到達銀河系中最近的恒星嗎？

加快速度

 顯而易見，即便以32英里/秒的速度進行星際旅行還不夠快。光的速度最快，它在空間等真空的速度為每秒186，300英里（299，800公里/秒）。問題在于在連續(xù)的時間段要能夠提供足夠的推力。推力產(chǎn)生加速度，進行星際旅行的飛船所需加速度為1個重力加速度（lg）或接近1個重力加速度，這是地球和物體之間的重力產(chǎn)生的自由落體加速度（不考慮空氣阻力）。這個速率為32英尺/平方秒（9.8米/秒²）。即巖石從高層建筑物上落下時，1秒鐘后速度達到32英尺/秒，2秒鐘后為64英尺/秒，3秒鐘后為96英尺/秒，依此類推每秒鐘增加32英尺/秒。如果飛船能做到以這個速率加速，一年后能達到光速！

 但我們現(xiàn)在還做不到這一點。我們現(xiàn)在所用的化學(xué)推進火箭不能提供完成遠程飛行所需的推力?；鸺l(fā)動機中的燃燒是非核燃燒，燃料的燃燒效率很差，不能提供足夠力量?；鸺剂舷洳荒軘y帶足夠的燃料。

 核推進系統(tǒng)就強多了，而這種系統(tǒng)正在研究中。裂變反應(yīng)堆釋放能量的方式與原子彈和核電廠一樣，采用現(xiàn)代技術(shù)就可以實現(xiàn)。它們提供的加速度將遠遠高于光速的1％。在3星期～4星期中可到達外行星，用400年的時間到達半人馬星座。

 核聚變是實現(xiàn)核推進的另一種更好的方法，這是太陽、其他恒星和氫彈釋放能量的方式。遺憾的是，在受控核聚變中，現(xiàn)有技術(shù)也不能釋放足夠的能量。未來的宇宙飛船可能根本不必攜帶燃料。例如，帆船或宇宙飛船配有直徑為數(shù)百英里的帆，在飛行過程中可以從太陽風(fēng)（太陽發(fā)出的高能、高速帶電粒子流）獲取能量。從理論上說，這類宇宙飛船能達到飛往恒星所需的lg加速度。夢想家們也在設(shè)計其他的異想天開的技術(shù)，例如物質(zhì)-反物質(zhì)發(fā)動機（一種能將在空間中廣泛分布的氫原子聚集和集中起來用作核燃料的新發(fā)明）。

 即使我們能夠以光速或接近光速旅行時，旅行范圍也限于我們在有生之年可進行探索的星體。在我們的銀河系中最遙遠的恒星離我們8萬光年。麥哲倫云是離我們最近的星系，有約17萬光年之遙。宇宙中最遙遠的星系距地球約有150億光年。即使以光速旅行，看來我們也會被茫茫無際的宇宙所困，也只能到達鄰近星系中的幾百個恒星。

 難道只能如此嗎？未必！

時間旅行

 運動物體接近光速會出現(xiàn)令人費解的現(xiàn)象。對隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時間慢了下來。這是愛因斯坦的狹義相對論的部分內(nèi)容（參見《一切事物都是相對的：狹義相對論》），利用原子鐘進行的實驗證明了這一點。并非只有時鐘減慢，化學(xué)反應(yīng)和生物過程也減慢了。這一現(xiàn)象叫時間膨脹。

 運動速度和時間變化不是簡單的線性關(guān)系。光速降到一半或四分之一時，時間變化率并沒有分別降到一半或四分之一。只有速度十分接近光速時，時間膨脹才明顯（見表1）。時間膨脹成為現(xiàn)實，令人驚嘆不已。速度十分接近光速時，空間旅行者衰老的速度是沒有進行旅行的人的千分之一或萬分之一。在地球上已過去了10萬年，而我們的空間冒險者也許只長了10歲。地球上已經(jīng)歷數(shù)代滄桑，文明已經(jīng)歷多次興衰，冰期出現(xiàn)又消失多次。這位空間冒險者在空間僅度過10年。人類在時間膨脹中生活，生命好像暫時停止了，實際上能夠到遙遠的恒星和其他星系中旅行。最主要的障礙是我們無法達到光速。

 時間膨脹不僅為探索人類能力力所不能及的宇宙提供了方法，它也是一種時間旅行（一種科學(xué)幻想活動，指人離開現(xiàn)在而置身于未來或過去——譯注）。如果空間旅行者能活萬歲，那么他們不就在未來旅行嗎，體驗未來嗎？畢竟，他們在“過去”的9920年前就去世了（假定人的壽命為80歲）。

 假如我們同意以下假定，即時間膨脹的現(xiàn)象不是時間旅行——既不是未來時間的一部分，也不是過去時間的一部分。我們都知道即使用光速旅行也需要時間，旅行做不到即刻到達。例如，光從月球到地球需要1秒多鐘。陽光到達地球需要約8分鐘。半人馬星座比鄰星的光到達地球需要4.2年，M104星系的光到達地球，需要4000萬年。我們抬頭看到的月亮是1秒多鐘之前的月亮，太陽光是在8分鐘前出現(xiàn)的，半人馬星座比鄰星閃爍的光是4.2年前的。用功能很強的望遠鏡看到的M104發(fā)出的光是4000萬年前的。我們所見到的一切都是過去的。我們生活在過去。如果太陽突然爆炸并消失，我們?nèi)阅芸吹剿诳罩杏殖掷m(xù)閃耀8分鐘。在這8分鐘內(nèi)，我們?nèi)允艿狡渲亓Φ挠绊憽?/font>