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时间旅行，是无数人都曾幻想过的桥段。有人想回到过去，有人想抵达未来。去干什么呢？有的人说要改变历史，有的人说去避免灾难，有的人想回去买套房子买张彩票，有的人想看看未来的自己，五花八门，想干什么的都有。如果时间旅行是可以实现的，那我也得琢磨一下能不能重新选择一祌人生，比如说换个专业尝试一下。
时间旅行是近几十年来科学作品中的重要情节，这种桥段既满足了剧情需要，也迎合了读者的胃口。时间旅行是个什么概念，到底航天科技发展到什么程度对能够实现呢？
通俗地讲，时间与空间构成了我们熟知的四维时空，但我们无法把时间、空间和物质分开来解释，因为单独提时间是没有意义的。时间与空间的上下四方不同，它好像只有一个流向，只能前进不能倒退，那为什么科幻小说老惦记着时间旅行这事儿呢？说起来都得怪爱因斯坦，他在相对论中关于时间随观测者速度或者大质量天体导致时空扭曲环境中流逝速度不同的论述帮人们打开了脑洞：如果我们的运动速度超过光速，好像真的能回到过去呢！是这么回事吗？
了解一些天文知识的同学们知道，根据经典的宇宙大爆炸理论，时间和空间均起源于约138亿年前的那次大爆炸。在那之前，没有时间，也没有空间。好了，话题扯远了，时间旅行这东西，按照现有的科学理论是不可能实现
的，因为光速是无法被超越的。但是，仍然有很多有趣的现象能够让我们感受时空穿梭的概念。举个例子来说，太阳发出的光线需要8分多钟才能到达地球被我们的肉眼捕获，所以我们看到的太阳实际上是它8分多钟以前的样子，如果太阳上发生了一次强烈耀斑，我们也得等到8分多钟以后才能看到。照这么说，是不是就算看到过去了呢？
好了，太阳太近，我们来个远点儿的，就说夏夜星空里大家非常熟悉的天蝎座吧！天蝎的心脏是我们非常熟悉的红超巨星心宿二，又称“大火”。这颗恒星又大又红，是一颗即将走向死亡的恒星，距离我们大概500光年。假设有人生活在心宿二附近的某颗宜居行星上，那我们观察它们的时候，实际上看到的都是500年
前发生的事情，这算不算时空穿越呢？历史之所以成为历史，是由于各种事物相互关联和作用导致的最终结果，人类回到过去的一举一动I都可能会改变历史进程。换句话说，如果我们每个人都可以利用时间旅行回到过去，那么我们在不同的时间回到过去相同的某一时刻，天哪，会是什么景象……
我们再往前走一步，把时间和空间结合起来看，暂时忽略宇宙空间正在不断膨胀的影0向，我们可以按照天体之间的距离以地球为中心设定一个时差的概念，比如地球是标准时间，那么太阳就是8分钟，心宿二是500年，仙女座大星系是250万年，以此类推，以光速计算，无论从地球到太阳还是从太阳到地球都需要经历8分钟的时间。这样由于两个位置采用同样的时间计算体系，本身就具有了时差。我们在地球上乘坐飞机穿越国际日期变更线就可以回到“昨天”，但并没有人认为这种情况就是时间旅行。因此，按照前面的假设，时间旅行确实是不可逾越的。
我们在未来的宇宙探索中，如何跨越以光年计的星际空间是最大的问题。历史上航速最快的载人航天器是阿波罗十号，它的时速可达40000千米，我们可以计算一下，以这个速度跨越1光年需要多少时间。直白地说，以现在的科技水平，我们到达太阳系之外的另外一个恒星系至少需要飞行200万年以上的时间。这里面又会涉及航天员的生命周期问题。我们假设航天员可以在航行当中采用冬眠的方式或者可以持续繁衍解决了生命周期的问题，但是200万年后地球会变成什么样，谁也不清楚。因此，使航天器速度提升或者寻找空间旅行的捷径也就成了热门话题。
我们分两个层面来看一下这个问题。
1.提升航天器速度
按照能量守恒定律，固定质量的航天器达到的速度越高，需要的能量也就越大，因此首先需要解决的是能量问题，我们目前可以参考离子推进器，未来可以畅想曲率引擎，但无论如何，航天器本身能够承受多大的速度也不容回避，而且随着速度的不断提高，按照相对论的计算，航天器需要的能量成几何级数递增。关于这个设想，科幻作家刘慈欣的作品《流浪地球》中采用离子推进将地球变为一颗流浪行星并不断加速的思路值得参考。
2.空间捷径
说到空间捷径，大多数人都会想到“虫洞”，也就是空间之门，有了它，我们甚至可以在瞬间就穿越到几百光年以外。可是虫洞到底在哪里？相比它，我们可能对黑洞了解得还稍微多那么一丁点儿。众所周知，黑洞是超大质量天
体坍塌形成的极度致密天体，其视界内的逃逸速度大于光速，我们并没有直接观测到黑洞，只是通过它对周围天体及时空的影响推测它的性质，因此我们对它知之甚少。虫洞首先是基于对黑洞的研究才提出来的，目前只是个猜想，暂时还没有任何的理论依据。如果有虫洞存在，我们来考虑一下这几个问題：如何发现和找到虫洞，能否制造虫洞？虫洞是客观存在于某个位置吗？虫洞的门什么时候打开，是一直开启还是依赖于某种能量场张开？虫洞的对面是哪里，如何判断？这些问题的答案都无从知晓，更重要的一个问题是，我们能够安全的通过虫洞吗？原则上半径小于光年的虫洞在物质通过时作用到其表面的张力足以破坏物质的原子结构，任何材质的飞船都无法抵御，更别说航天员了！
我相信，茫茫宇宙中肯定存在地外生命，也有很大可能存在智慧生命，但在巨大的空间尺度下，如何逾越时空接触到遥远的天体却像一个防火墙，这面墙可能无限大无限坚固，也可能留有一些空隙可以通过，我们所做的一切都是借助科学的方式搞清楚它，实现星辰大海的伟大征途。
基于时间的不可回溯性以及空间的巨大尺度，我们现在仅仅是迈出了了解宇宙的一小步，未来还有更多有趣的课题等着我们突破。而天文以及宇宙科学之所以区别于任何一种我们在书本上学到的经典理论知识，就在于它是一门观测学科，每天都有可能发生变化，也正是这种变化与未知吸引着好奇的人类，从远古的遥望，一步一步走向繁星。
时间旅行是近几十年来科学作品中的重要情节，这种桥段既满足了剧情需要，也迎合了读者的胃口。时间旅行是个什么概念，到底航天科技发展到什么程度对能够实现呢？
通俗地讲，时间与空间构成了我们熟知的四维时空，但我们无法把时间、空间和物质分开来解释，因为单独提时间是没有意义的。时间与空间的上下四方不同，它好像只有一个流向，只能前进不能倒退，那为什么科幻小说老惦记着时间旅行这事儿呢？说起来都得怪爱因斯坦，他在相对论中关于时间随观测者速度或者大质量天体导致时空扭曲环境中流逝速度不同的论述帮人们打开了脑洞：如果我们的运动速度超过光速，好像真的能回到过去呢！是这么回事吗？
了解一些天文知识的同学们知道，根据经典的宇宙大爆炸理论，时间和空间均起源于约138亿年前的那次大爆炸。在那之前，没有时间，也没有空间。好了，话题扯远了，时间旅行这东西，按照现有的科学理论是不可能实现
的，因为光速是无法被超越的。但是，仍然有很多有趣的现象能够让我们感受时空穿梭的概念。举个例子来说，太阳发出的光线需要8分多钟才能到达地球被我们的肉眼捕获，所以我们看到的太阳实际上是它8分多钟以前的样子，如果太阳上发生了一次强烈耀斑，我们也得等到8分多钟以后才能看到。照这么说，是不是就算看到过去了呢？
好了，太阳太近，我们来个远点儿的，就说夏夜星空里大家非常熟悉的天蝎座吧！天蝎的心脏是我们非常熟悉的红超巨星心宿二，又称“大火”。这颗恒星又大又红，是一颗即将走向死亡的恒星，距离我们大概500光年。假设有人生活在心宿二附近的某颗宜居行星上，那我们观察它们的时候，实际上看到的都是500年
前发生的事情，这算不算时空穿越呢？历史之所以成为历史，是由于各种事物相互关联和作用导致的最终结果，人类回到过去的一举一动I都可能会改变历史进程。换句话说，如果我们每个人都可以利用时间旅行回到过去，那么我们在不同的时间回到过去相同的某一时刻，天哪，会是什么景象……
我们再往前走一步，把时间和空间结合起来看，暂时忽略宇宙空间正在不断膨胀的影0向，我们可以按照天体之间的距离以地球为中心设定一个时差的概念，比如地球是标准时间，那么太阳就是8分钟，心宿二是500年，仙女座大星系是250万年，以此类推，以光速计算，无论从地球到太阳还是从太阳到地球都需要经历8分钟的时间。这样由于两个位置采用同样的时间计算体系，本身就具有了时差。我们在地球上乘坐飞机穿越国际日期变更线就可以回到“昨天”，但并没有人认为这种情况就是时间旅行。因此，按照前面的假设，时间旅行确实是不可逾越的。
我们在未来的宇宙探索中，如何跨越以光年计的星际空间是最大的问题。历史上航速最快的载人航天器是阿波罗十号，它的时速可达40000千米，我们可以计算一下，以这个速度跨越1光年需要多少时间。直白地说，以现在的科技水平，我们到达太阳系之外的另外一个恒星系至少需要飞行200万年以上的时间。这里面又会涉及航天员的生命周期问题。我们假设航天员可以在航行当中采用冬眠的方式或者可以持续繁衍解决了生命周期的问题，但是200万年后地球会变成什么样，谁也不清楚。因此，使航天器速度提升或者寻找空间旅行的捷径也就成了热门话题。
我们分两个层面来看一下这个问题。
1.提升航天器速度
按照能量守恒定律，固定质量的航天器达到的速度越高，需要的能量也就越大，因此首先需要解决的是能量问题，我们目前可以参考离子推进器，未来可以畅想曲率引擎，但无论如何，航天器本身能够承受多大的速度也不容回避，而且随着速度的不断提高，按照相对论的计算，航天器需要的能量成几何级数递增。关于这个设想，科幻作家刘慈欣的作品《流浪地球》中采用离子推进将地球变为一颗流浪行星并不断加速的思路值得参考。
2.空间捷径
说到空间捷径，大多数人都会想到“虫洞”，也就是空间之门，有了它，我们甚至可以在瞬间就穿越到几百光年以外。可是虫洞到底在哪里？相比它，我们可能对黑洞了解得还稍微多那么一丁点儿。众所周知，黑洞是超大质量天
体坍塌形成的极度致密天体，其视界内的逃逸速度大于光速，我们并没有直接观测到黑洞，只是通过它对周围天体及时空的影响推测它的性质，因此我们对它知之甚少。虫洞首先是基于对黑洞的研究才提出来的，目前只是个猜想，暂时还没有任何的理论依据。如果有虫洞存在，我们来考虑一下这几个问題：如何发现和找到虫洞，能否制造虫洞？虫洞是客观存在于某个位置吗？虫洞的门什么时候打开，是一直开启还是依赖于某种能量场张开？虫洞的对面是哪里，如何判断？这些问题的答案都无从知晓，更重要的一个问题是，我们能够安全的通过虫洞吗？原则上半径小于光年的虫洞在物质通过时作用到其表面的张力足以破坏物质的原子结构，任何材质的飞船都无法抵御，更别说航天员了！
我相信，茫茫宇宙中肯定存在地外生命，也有很大可能存在智慧生命，但在巨大的空间尺度下，如何逾越时空接触到遥远的天体却像一个防火墙，这面墙可能无限大无限坚固，也可能留有一些空隙可以通过，我们所做的一切都是借助科学的方式搞清楚它，实现星辰大海的伟大征途。
基于时间的不可回溯性以及空间的巨大尺度，我们现在仅仅是迈出了了解宇宙的一小步，未来还有更多有趣的课题等着我们突破。而天文以及宇宙科学之所以区别于任何一种我们在书本上学到的经典理论知识，就在于它是一门观测学科，每天都有可能发生变化，也正是这种变化与未知吸引着好奇的人类，从远古的遥望，一步一步走向繁星。