光速恒定是被实验验证了的客观现象:物体的运动速度会扭曲自身所处的时间和空间。
爱因斯坦在狭义相对论中,将时间、空间和观测者视为一个不可分割的整体,观测者的运动速度越快,他所经历的时间流动速度就越慢,相应地在运动方向的长度就会越短。这就是所谓的钟慢效应和尺缩效应。
狭义相对论还指出,只有没有质量的东西,比如光子,才能以光速运动,对于有质量的物体或粒子来说,光速是其速度的极限,可以无限接近但永远不能达到。如果持续加速某个物体,物体的能量会增长,速度会增加,但当速度接近光速、无法继续增加时,外界给物体的能量就会变成物体本身的质量,也就是说,物体的速度越快,它本身的质量也会越大。
爱因斯坦后来提出的广义相对论,进一步拓展了关于时间和空间的结论,只要是有一定能量或质量的地方,时间和空间便会被扭曲,扭曲的程度取决于能量或质量的大小,而且空间扭曲得越多,时间流动得就越慢。
时间和空间紧密相关,二者彼此依存,任何一项都不能独立存在。电影《星际穿越》主人公前往一颗黑洞附近的星球探索,虽然他们全程只经历了几个小时,但因为黑洞的巨大质量明显扭曲了附近的时空,导致地球上一晃就过去了好几十年。
从相对论的结论出发,可以推论,宇宙中的每一个点都有特定的空间扭曲程度,都有特定的时间流动速度。简单概括,每个地方的时间流速都各不相同。
在牛顿的传统时空观中,时间与空间是绝对的,它们相互独立,与观测者的运动状态无关。但相对论纠正了这种观点,它指出,时间和空间互为整体、不可分割,且与观测者自身的运动状态密切相关。
宇宙中质量密度最大的天体是黑洞,所以黑洞对时空的扭曲程度也最大,大到什么程度呢?
因为任何东西都无法逃离黑洞,所以黑洞内部的世界与外部宇宙彻底隔绝,在这里时间没有意义,所以时间的起点或终点也就无从谈起了。
可见在宇宙尺度下,“此时此刻”的概念没有意义,我们的时间与遥远世界的时间根本不共享,时间只能在局部范围内起到指导性作用,所以时间是局部的。
物理法则是否允许时间倒流真的出现。从经典力学的角度看,一个匀速直线运动的小球,如果时间倒流,它就会以反方向进行匀速直线运动,这完全符合力学规律。从能量守恒的角度看,一块电池放电,化学能转化成电能,如果时间倒流,电池就会充电,电能转化成化学能,这也符合能量守恒定律。但从熵增定律的角度看,掉在地上的盘子碎片,如果自发回到桌子上,复原成一个完整的盘子,那这就相当于熵自发减小了,这显然是违背熵增定律的。
熵增定律已经在基本逻辑上,否定了时间倒流的可能性。
从宇宙的角度看,时间有起点,但不一定有终点,不过个体还是可以在黑洞附近迎来自己的时间终点。在广袤的宇宙中,时间是局部的,在大尺度的背景下,“此时此刻”这个概念没有意义。