神圣讲，因为相对论的一个最基本的旨趣，即是光速是任何解析的速率极限，是不可能被突出的，而一朝允许超光速解析，那么相对论本身就被推翻了ag百家乐官网，又何谈「根据相对论」呢？
自从相对论出生以后，我们看到，时候和空间再也不是两个毫无关系的看法了，时候和空间就像是焦不离孟、孟不离焦的一双雪白昆仲，又像是难分深奥地纠缠在沿路的 DNA 双螺旋结构，我们再也弗成只谈空间而不谈时候，只谈时候而不谈空间。
爱因斯坦指出，时候和空间不仅弗成孤立于天地，而且弗成相互孤立，引力不可能只使得空间转折而时候却安心无恙。
从此我们多了一个新的名词——时空。请凝视，千万不要把「时空」等价于「时候和空间」，时空即是时空，它是一个全体，就好像你弗成把「牛奶」作为是「牛」和「奶」的神圣相加一样。
被我这样一讲明注解，我知说念你驱动对「时空」这个词感到疑忌了，你能想象出时候，也能想象出空间，但是你却无法想象出时空的容貌。
请奴隶我来，让我来帮你在头脑中成就「时空」这个出生于 20 世纪的伟大名词，它是东说念主类对天地相识的一次大飞跃，我将再次带你踏上一次齰舌之旅。
时空中的解析
我们的故事要从一次跑步驱动讲起，这个故事无所谓年份，无所谓地点，无所谓具体东说念主物。
为了叙述的简单，就让我们沿路去学校的操场跑步吧。目前，让我来计时，你来跑步。我们的规则是跑两次，白昼一次，晚上一次。你先克制一下你的疑忌，让我们跑完再说。白昼此次你跑了 16.8 秒，离达标还差极少。为了晚上获得更好的收获，你用功考试了一下，试图还原一些当年的英勇。晚上又跑了一次，此次你自我嗅觉很可以，以为应该会比白昼那次跑得更好极少，但是我把收获一告诉你，你却吃了一惊，奈何反而只消 17.2 秒了？
底下这幅暗示图可以讲明注解为什么你晚上状况更好，收获却更差了。原因很神圣，晚上视野太差，黑漆漆的你跑了一条斜线都不自知。
跑步的主义不一样导致收获不同
看了这张图，你茅开顿塞了，本来你小子让我在晚上跑步是另有企图的，成心即是要让我把主义跑偏。你毋庸不满，为了科学，搁置这样点儿自重没关系。目前我来问你：「假定你两次跑步的速率是一样的，为什么晚上的用时比白昼更长了呢？」
你白了我一眼说：「你这不是明知故问嘛，晚上本身向跑偏，跑的路程更长了，是以用时就更多了。」
我说：「回报正确，用距离来讲明注解这个欢叫是我们最直不雅、最朴素的想法。但是你知不知说念，还有另外一种更笼统的讲明注解，在这个讲明注解中，我们不需要距离这个看法。」
你说：「哦？什么讲明注解，你说说看。」
我说：「你刚才本身也提到，解析是有主义的，你的解析速率我们可以证实为 x 轴主义的速率和 y 轴主义的速率的合成速率。假定你跑步的速率是 v，白昼跑步的时候，你在 y 轴主义的速率是 vy= 0，而在 x 轴主义的速率 vx= v。但是到了晚上，你在 y 轴主义的速率大于零，在合成速率不变的情况下，你在 x 轴方进取的速率就势必小于 v 了。这就好像在 y 轴主义的速率分走了一部分你的跑步速率，你在 x 轴方进取解析的速率变慢了，是以你晚上的收获不如白昼。」
你若有所念念地点点头说：「明白了，速率的主义看来很关节。」
千万别小看这个看起来更笼统极少的讲明注解，这是我们对解析实质相识上的一次大飞跃。我们相识到，任何一个物体在空间中的解析速率，都可以证实为在相互垂直的三个方进取解析的合成，像底下这个暗示图表现的那样：
物体的解析速率是三个主义的合成速率
一个物体的解析速率 v 是由它在 x、y、z 三个轴方进取的速率合成的，如果总速率恒定的话，其中一个方进取的速率增大，另外两个方进取的合成速率就势必减小，就好像速率是被切成三块的蛋糕，你可以松驰奈何切这三块，但是蛋糕的总大小不会改变。这 x、y、z 三个主义，物理学家用了一个听起来很「抢眼」的词来刻画，那即是「维度」。我前边所说的看法如果让物理学家来说的话，他们就会说：「物体在三维空间中的解析可以证实为在三个维度上的解析合成」。这种物理学刻画花式听起来很抢眼，但其实兴味跟我们前边用主义来表述是一样的。
底下又该爱因斯坦登场了。爱因斯坦向我们高声秘书了一个惊东说念主的发现，他说：「这个天地中任何物体的解析速率都是光速 c。对，没错，你我的速率是 c，太阳、月亮、星星，还有光本身，我们的解析速率都是光速 c。只不外这个速率不是在三维空间中的速率，而是在「时空」中的速率。除了空间的三个维度除外，我们必须再增多一个维度，这个维度即是时候，多了个时候维度后，空间就不再是空间，时候也不再是时候，而是纠缠在沿路成为时空。时候空间是一个全体，我们每个东说念主都是活命在这样一个四维时空中，我们每个东说念主在时空中的解析速率都恒定为 c，弥远不会快何足道哉，也不会慢何足道哉。」
这个发试验在是太让东说念主恐慌了，如果我们把爱因斯坦的这个发现画成一个神圣的暗示图的话，就会是底下这个样式：
物体在时空中的解析速率恒定
你是不是也曾在头脑中模磨蹭糊地成就起了时空看法了呢？一朝我们明白了时空的含义，就会发现，任何物体的解析速率不再是把蛋糕切成三块了，而必须切成四块，蛋糕的总大小弥远恒定为 c。
这是一个如斯直爽、优好意思而深入的发现，这是东说念主类对天地相识的一次飞跃。每当我想起它，老是一次又一次地被深深震荡。用这个直爽而深入的念念想来讲明注解狭义相对论中对于时候和速率的关系，就成了天经地义的事情：物体在空间中的解析速率会分走在时候中的解析速率，空间中解析得越快，在时候中就越慢。时候空间是一个密不可分的全体，任何物体都是在时空中作念着相对解析，时候和空间是相互垂直的两个维度。愚弄这个念念想，就可以用往常的速率合成公式极其神圣地推导出相对论因子。
这个念念想还蕴含着这样一个可想而知的事实：物体在空间中的解析速率有一个极限，那即是光速 c。我们不再需要用头昏脑胀的质能公式和牛顿第二解析定律去聚拢讲明注解为什么光速是极限，这个时空解析的念念想直爽而有劲地告诉我们：假定物体的解析速率完全从时候这个维度中滚动到空间中，那么物体在空间中的解析速率就达到了最大速率 c。以光速在空间中解析的事物，在时候中就罢手解析了，是以，光是不会变老的，从天地大爆炸中出生出来的光子仍然是以前的样式，在光速解析中，莫得何足道哉时候的荏苒，时候真的罢手了。当代的相对论学家认为，光速 c 很可能是我们这个天地时空的一个几何性质，就像圆周率是π，它是一种数学性质，跟物感性质无关。
从此，我们不再分开批驳时候的荏苒和空间中解析的速率，只若是解析，即是在时空中的解析。当你进行百米冲刺的时候，你我在时空中进行着相对解析，空间发生变化的同期，时候也一定会发生变化。看来，我们连接在科幻演义中看到的「时空穿梭」其实极少儿都不额外，你大可以仗义执言地秘书：我以百米冲刺的速率在时空中穿梭，我们每个东说念主物换星移都在时空中穿梭。
你也可以仗义执言地秘书：我离一秒钟前的本身距离 30 万千米。这真实一个远方的距离啊，如果你和你的爱东说念主错开了一秒钟，那么你要不停地走路九年半才能追上你的爱东说念主。我们都是活命在低速全国中的生物，我们在空间的三个维度中能达到的速率和光速比较实在是小得哀怜，这才会让我们产生时候和空间这两个完全不同的看法。如果我们想象天地中有一种日常活命的速率都是接近光速解析的灵敏生命，那么在那些灵敏生命的看法中，将不再别离时候和空间，在它们的嗅觉当中，时候和空间只不外是不同的主义辛勤，他们看狭义相对论的各式效应都会像我们看太阳的东升西落和大天然的花吐花落一样无为。在相对论学家的眼里，时空才是我们这个天地的实质。请你务必在头脑中紧紧地成就地空这个看法，紧紧地记取莫得单纯的空间解析，这对于统一我们背面要讲的东西至关伏击。
四维时空
其实，我们在日常活命中早就也曾有了四维时空的看法。不是吗？回忆一下你和一又友约聚是奈何约的。「我们在老处所（东说念主民广场喷池塘旁）见」，只是这样一个空间坐标够吗？如果就这样一句话的话，你们俩多半照旧见不了面，你还得再加一句「老时候（晚上七点）」，这样你们才能确保两边达成了一个准确的条约，也即是说一个约聚的事件在时空中的坐标必须包含四个维度的信息，空间的三个维度加上时候的一个维度。
在我们低速的地球全国中，似乎「老时候老地点」这句话也曾能确保你和一又友碰头了；但是，如果我们到了星河联邦的莱因哈特时期（什么？你不知说念星河联邦和莱因哈特是谁？那杨威利也不知说念吗？委托，《星河好汉外传》（田中芳树著）奈何能没看过？我非论了，凡是不看「银英传」的东说念主，我不详和了，默许当寰球都看过的，本东说念主是「银英」迷），在星河帝国时期，如果只是这样一句约聚的表面禅很可能就要犯大错了，你和一又友多半弥远也见不着面了。
因为莫得设定统一的时空坐标参考系，那可真即是差一秒就差十万八沉还多了。
不外，在时空的四个维度中，时候这个维度有极少特殊性，那即是你只可在时候这个维度中朝一个主义解析，而空间的三个维度可以朝正反两个主义解析。
本文主要讲的是时候旅行、星际殖民和星际买卖这三件意义的事情。但是请诸位读者千万凝视，我毫不是在创作科幻演义，我要从科学的角度去帮你分析和看待以上三件科幻演义中最常出现的元素，帮你提高以后赏玩科幻演义的材干，帮你找出科幻演义和幻想演义的区别。
时候旅行
让我们先从最让你感到慷慨的时候旅行驱动提及吧。
目前这岁首，穿越类的演义真多，俨然也曾成为各大文体网站和影视剧的一个大类，各式种种的穿越手法真实琳琅满目，令东说念主头昏脑胀，不外那种「蟾光宝盒」式的无厘头穿越不在我们今天辩论限制之列。偶尔你也会看到一些对穿越行为的「科学旨趣」的刻画，其中最多的是说「根据相对论，只消速率能突出光速，我们就可以回到以前」。诸位，以后凡是看到这种利用超光速穿越的演义，可以立即界说为「科盲幻想演义」，
简称「盲想演义」。这种「根据相对论，超光速就能穿越」的科学旨趣几乎凿枘不入得一塌隐隐。相对论的一个最基本的旨趣，即是光速是任何解析的速率极限，是不可能被突出的，而一朝允许超光速解析，那么相对论本身就被推翻了，又何谈「根据相对论」呢？这是一个可想而知的凿枘不入，那么多的「盲想演义家」把这个奉为至宝——凡是穿越，必超光速，实在是让我特殊骇怪。
那我们来了解一下，确凿的物理学家商酌的时候旅行到底是一些什么样的科学旨趣和依据吧。
时候旅行是广义相对论商酌的课题，目前全全国确乎有许多严谨的科学家在探讨这方面的可能性。根据广义相对论，引力会使时空转折，引力越强，则时空的转折进度越大。也即是说，根据广义相对论的这个旨趣，我们会发当前空不是平坦的，时空是有体式的。
我知说念我这样说照旧让你感到不太明白，那么我就来打一些疏忽的比方来匡助你统一。我们领先把时瞎想象成一张纸，我们在时空中解析，就好似沿着纸面解析，但是请凝视极少，如果这张「时空纸」延长的主义流露时候这个维度的话，那么我们只可朝着一个主义解析，因为时候维度是只可朝一个主义解析的，这是时候维度的物感性状。
在平坦的时空中朝着时候的主义解析
但是请千万凝视极少，在爱因斯坦的时空不雅里，这张纸是不屈坦的，有升沉，有褶皱，我们在「时空纸」上的解析就像在坎坷不屈的山路上步行一样，是高坎坷低的。
真实的时空不是平坦的
目前假定我们在一个平坦的时空中，上昼 8︰00 开赴，从时空的一头解析到另外一头，到达终点的时候，刚好是上昼 9︰00（凝视，前边我们也曾说过，任何物体在时空中解析的速率都是光速，是以，在这个比方中，你就不要再问我们的解析速率是几许这样的傻问题了）。目前再假定我们过程的这段时空被某种力量转折了，那么我们达到终点的时候，会变成上昼 8︰30；如果转折的更历害极少，我们就会在 8︰10 分到达终点。
随着时空转折进度加大，到达时候越来越早
目前重心来了。如果时空这张纸被转折成了一个莫比乌斯带的体式，头尾联贯了起来，你就有可能在 7︰50 达到终点。也即是说你沿着转折的时空走了一圈回顾以后，发现到达的时候比你开赴的时候竟然还早。这意味着你回到了以前。
在一个时候圈环中，到达时候早于开赴时候
因此，在广义相对论中，时候旅行的科学旨趣是通过一个时空的圈环回到以前，这个时空圈环在《时候简史》这本书中被霍金称为「类时闭合弧线」（有点拗口，我更心爱我翻译的「时空圈环」）。爱因斯坦的狭义相对论是不允许时候旅行的，比及广义相对论刚刚出生的时候，爱因斯坦也不认为时空能转折成一个圈环。直到 1949 年，他的好一又友——大数学家哥德尔（Godel,1906-1978）在广义相对论方程中发现了一个解，这个解竟然允许天地中这种时空圈环存在。爱因斯坦其时就恐慌了，但随后他就相识到这个时空圈环正是本身和助手罗森沿路发现的「虫洞」的某种秉性。
是以，靠谱极少的时空穿梭旨趣一般都要借助虫洞来完成，以后看透越演义铭记先翻翻，有莫得提到爱因斯坦—罗森桥或者虫洞什么的。
极端对不起，前边出现了一个让你烦躁其妙的名词——莫比乌斯带。不是我成心不明释，而是这个东西实在是太迷东说念主了，我非得另起一段单独讲讲才以为过瘾呢。莫比乌斯带，也连接被叫作魔比斯环，或者梅比乌斯带、麦比乌斯带等等，都是翻译带来的劳苦，英文称呼是 Mobius Strip。这是诸多科幻演义、科幻电影连接出现的一个神奇事物，它常常标记着时空穿梭。以它的发现者莫比乌斯定名，到目前也快有两百年了。
莫比乌斯带
看到没？上头这个即是莫比乌斯带，其实即是把一张纸条的一头拧半圈然后和另一头粘起来，酿成一个圈圈。但是你千万千万不要小看这个圈圈，这个圈圈有着许许多多迷东说念主的秉性。如果你在这个圈圈上跑步，你就可以一直往前跑，毋庸翻越任何鸿沟而跑过扫数的面。如果你拿一只羊毫，沿着纸面只用一笔就可以把姿色涂满扫数这个词纸带。这个圈圈和我们无为相识的任何像手镯这样的圈圈不同，这个莫比乌斯带只消一个面，如果你沿入辖下手镯名义的中线一刀剪下去，那么手镯就会一分为二成为两个各自孤立的手镯。但是神奇的是，如果你雷同沿着莫比乌斯带的中线剪一圈，你会发现，这个莫比乌斯带不会一分为二，而是会成为一个更大的圈圈。然后你再沿着这个圈圈的中线剪开，你会神奇地发现，此次剪出了相互嵌套在沿路的两个圈圈。然后把两个圈圈再各自沿着中线剪开，又会变成相互嵌套的四个圈圈。
这样剪下去永无尽头，终末圈圈套圈圈复杂得可以把你搞疯掉。你是不是很有冲动去碰运道了？别忙，还有更专门念念的秉性。领先来跟我相识一下所谓天然界中的「傍边手系」对称。想一下傍边两只手套，这两只手套你奈何看它都像是对称的，但问题是，如果你不把手套在空间中翻一个面的话，你弥远也无法把两只傍边手套完全重合地高下叠在沿路，就好像你奈何也弗成把左手套在不翻过一面的情况下戴进本身的右手中。不外，如果你让一只左手套沿着莫比乌斯带转刚好一圈（不是两圈），这只手套就会翻过一面成为一只右手套，但是请千万记取它的神奇之处就在于：如果手套有嗅觉的话，它根底不会发现本身其实被翻过了一个面，在它的嗅觉中，它只是沿着一个面不停地解析，不知奈何的就从左手系变成了右手系，再解析一圈又变回了左手系。真实要命的嗅觉。
左手套转一圈变成了右手套
伽莫夫写的盛名的科普经典《从 1 到无限大》中就说，如果雷同莫比乌斯带这样的事情也能发生在三维空间中，我们的鞋子制造商就会大为快活，他们只消坐褥左脚的鞋子，然后通过莫比乌斯空间传送带转一圈回顾，就成了右脚的鞋子，真实爽死了。而一个东说念主如果上了这个莫比乌斯空间传送带，转一圈回顾则发现本身的腹黑跑到右边去了，这就不爽了。但问题是，我们很容易想象两维的纸片作念成的莫比乌斯带，那到底有莫得三维的物体酿成像莫比乌斯带这样神奇的傍边手系互转的体式呢？谜底是有的，1882 年德国数学家克莱因（Klein,1849-1926）找到了一种以他的名字定名的模子，叫作「克莱因瓶」。
克莱因瓶
瞧瞧，即是这种极其歪邪的瓶子（但这只是是克莱因瓶的近似样式，确凿的克莱因瓶是没法顺利作念出来的，因为确凿的克莱因瓶是不会相互穿过的，这需要极少空间诬告的想象力）。你盯着它看 3 分钟，想象你在这个瓶子的名义跑步的情景，我保证你会越看越神奇，越看越以为不可念念议，直到逻辑绝对衰败为止。你想象一下，如果时空诬告成这种神奇的体式，那么你就完全有可能坐着天地飞船从 21 世纪开赴，到 19 世纪复返；穿越了一个世纪的时候，如果络续往前又会复返 21 世纪。
太神奇了，物理学家竟然真的给他们搞出了一套回到以前的表面。但是很快，东说念主们就发现，如果允许回到以前的话，会产生一些逻辑上的悖论，百家乐AG真人或者说一些怪圈。比如最盛名的「祖母悖论」，你可能早已耳濡目染了，即是你如果回到以前杀死了你的祖母，那么你祖母既然死了，你又奈何能存在？你不存在了又奈何能且归杀死你的祖母呢？我总以为这个故事写得拗口不已，完全没必要这样复杂的嘛，神圣说来即是如果你回到以前杀死以前的本身的话，又奈何能有背面的你回到以前寻短见呢。
总之，这样的祖母悖论型的逻辑悖论我们松驰就能想出许多许多。有一个最变态的悖论述的是，你在异日给本身作念了变性手术，然后且归找到本身，和本来的本身生下了本身。我真服了想出这个逻辑悖论的「淫」（东说念主）。这些悖论又如何管制呢？物理学家们商酌广义相对论，确乎用严谨的数学表率论证出了时空圈环的可能性，但是祖母悖论又明白在挑战我们的知识，莫得东说念主能领受祖母悖论会真的发生。
当代的物理学家们为此争论不停，想出了各式种种的管制决策来幸免逻辑悖论的发生，有代表性的管制决策有这样几种：
第一种，叫作解放意志丧失说。物理学家说扫数该发生的历史都也曾发生了，你不可能改变这个历史，是以一朝你回到以前，你就会丧失解放意志，你完全被历史所结果，你无法改变任何历史的一丁点。
第二种，叫作念时空交错说。物理学家说你是可以回到以前，但是你回到的阿谁时空和真实的历史时空是平行纠缠在沿路的，但弥远不可能相交，你可以看见历史，但弗成影响历史。这个我听懂了，不即是说「只可看，弗成摸」嘛。
第三种，叫作念多历史说。这个表面领先是由一个叫费曼（Feynman，1918—1988）的好意思国物理学家忽视来的，他说历史不啻有一个，你可以且归杀死你的祖母，你也可以且归干任何事情，甚而杀死罗斯福让希特勒获得凯旋，什么都可以干。但是请记取，你影响的阿谁历史和我们这个全国的历史不是合并个。换句话说，当你干下了任何改变历史的事情时，全国就分裂成了两个全国，在我这个全国中希特勒倒台了，在你阿谁全国中希特勒终末成了全全国的偶像。说淳厚话，这个表面真够猖狂的，为了让时候旅行合理，动不动就克隆出大批个全国出来。但恰正是终末这个看起来最猖狂的表面，却得到了最多物理学家的撑持，包括像霍金这样的大科学家也撑持该表面（霍金《大设想》）。这即是目前大热的「平行天地」说。
难说念物理学家都疯了吗？这全国有这样猖狂吗，奈何会去信服听起来如斯不靠谱的一个表面呢？这是有原因的。因为在以前几十年中，随着物理学家们对量子物理的深入商酌——所谓的量子物理，即是商酌比针尖还小几万万万（至少还得打好几个万）亿倍的基本粒子的行为的物理学。物理学家们越来越发现，这个全国真实不可念念议，许多微不雅全国的欢叫只可用一些听起来很唯心的、很过分的、很猖狂的表面去讲明注解，不然如果按常理的话奈何也说欠亨，包括这个多历史的欢叫似乎在微不雅全国中物换星移都在发生着。
你可能也看出来了，真要想时候旅行，以我们东说念主类目前的技巧是不可能达到的。要诬告时空就必须要有庞杂的引力，产生引力就要有庞杂的质料，而质料和能量又是可以相互改造的，是以九九归原要有庞杂的能量。日裔好意思籍盛名的物理学家和科普作者加来说念雄在他的《不可能的物理学》中也曾作念了一个神圣的臆想打算，说：「如果我们能把太阳一天放出的能量全部采集下来的话，可以绽开一个只消几纳米大小的虫洞，这个虫洞最多只可允许把你证实成大批的原子通事后，再在另外一头拼装起来。」这个能量毛糙是多大呢？太阳 24 小时放出的能量毛糙是 1028 千瓦时，2015 年全球浪掷的能量毛糙是 1014 千瓦时，两者收支了 1014 倍，也即是 100 万亿倍，换句话说，太阳一天放出的能量就够地球使用 100 万亿年，呜呼，看来真实难啊。
但你可能也会跟我一样猜想这样一个问题，我们目前是莫得材干制造时候机器，但是异日东说念主呢？如果在远方的异日有东说念主造出了时候机器，那么阿谁东说念主就有可能乘坐时候机器，回到我们或者我们以前的时期。但是为什么我们从来莫得见到过这样的异日东说念主呢？历史上也从未纪录有异日东说念主光临。假定异日无限远的话，假定时候机器确乎可以造出来的话，那么概率再小也应该有异日东说念主回顾了啊。有这个想法的东说念主还真不少呢，2005 年，为了庆祝外洋物理年，同期亦然为了庆祝相对论出生 100 周年，好意思国麻省理工学院举办了一场「时候旅行者大会」，举办方把稳地在报纸上刊登告白，邀请异日的时候旅行者光临会场，况兼佩戴异日的物品作为凭据。大会开了一天，确乎来了许多「旅行者」，可惜莫得一个能让东说念主信服是「时候旅行者」。这些旅行者都辩称时候旅行只可光着屁股旅行，就像施瓦辛格上演的散伙者那样，是以莫得信物。诸位亲爱的读者，这件事，你们信服照旧不信服呢？
星际殖民
好了，对于时候旅行的话题我们就聊到这里。这个话题其实蛮意义的，我建议你把我前边说的那些好好地看上三五遍，然跋文下来，和一又友喝茶吃饭聊天的时候用本身的说话复述一遍，保证能让你大放异彩。本东说念主即是连接这样放放异彩的，结局常常是话讲已矣，菜也被别东说念主吃已矣。
讲已矣时候旅行，我们该来说说同星际殖民干系的话题了。在《星河好汉外传》中，解放行星同盟的国父海尼森远征两万光年，去寻找恰当东说念主类居住的外星球。那么确凿的星际旅行可能吗？会际遇什么样的事情？如果我们真的能在几十甚而几百光年（几万光年我是不敢想的）的限制内成就第二个、第三个地球，我们这些星际殖民者的日常活命和时空不雅念在相对论的表面下又该是一个若何的情景呢？这类题材的科幻演义也不少，包括盛名的《星河好汉外传》，但是演义中的许多事情都是不可能真实发生的，真实的全国可能会令东说念主极端颓落。让我们先从一堂令东说念主颓落的算术课驱动这个话题吧。
如果我们要到太阳系除外的处所去殖民，领先我们至少要飞往一个恒星系，只消在恒星的隔邻才有可能出现合适东说念主类居住的星球，恒星即是那颗星球的太阳，给它谦恭和能量，如果莫得恒星，那么在黑漆漆的天地中我们详情是会被冻死的。让我们仰不雅天穹，望望满天的星星离地球有多远吧。天文体家早就发现，离地球最近的一颗恒星叫作比邻星（半东说念主马座α星 C），距离我们的时空距离是 4.3 光年。所谓光年即是光跑一年走过的距离。光年这个单元，在你小的时候，看到后可能会认为是一个时候单元，长大后懂的多极少了，才知说念是个距离单元。目前当你有了时空的看法以后，会发现光年这个单元其实是时空单元。在天地空间中，因为时空的不屈坦性，其实你是没法用千米去界说距离的，在天地中只可用光年来界说时空距离，你可以把它作为是距离单元，你把它作为是时候单元也问题不大，时候空间也曾成为一个全体，不分你我。
总之，即使是离我们最近的恒星听上去亦然离我们极端远方的，光都要走 4.3 年嘛。同学们，目前我们来作念一些神圣的数学臆想打算，望望这颗比邻星离我们到底有多远。以东说念主类目前掌持的技巧而言，最快最快的天地飞船能飞得多快呢？即使是按照最乐不雅的臆想，好像也只可达到光速的万分之一。来，算算看，它飞到比邻星得几许年？没错，是 4.3 万年。有莫得搞错？！你惊呼一声，我以为东说念主类的天地飞船也曾够快了，没猜想那么慢啊。对不起，我这照旧给足了东说念主类悦目了，阿波罗登月飞船飞到月球差未几用了四天时候，我也曾让东说念主类最快的天地飞船飞到月球的时候减少到三小时了。而且，我这照旧忽略了加快和延缓的时候（这好像还要耗掉两百年呢）。看来，以东说念主类目前的技巧实力，飞往比邻星是没戏了，4.3 万年，毋庸说东说念主类的寿命问题，就算你能在飞船上生儿育女一代代地延续，也莫得任何机器拓荒能责任那么久的时候，金属也会疲顿。
看来必须要升迁飞船的速率。那么你们以为至少要达到什么速率才有可能进行星际殖民呢？掐指一算，可能得出的遵循是最低速率奈何着也得达到光速的十分之一，也即是 0.1c 吧，这样我们飞到最近的比邻星就只需要 43 年了。我们且不谈把速率从光速的万分之一提到光速的十分之一技巧难度有多高，因为今天只是一堂算术课。
听起来貌似靠谱，从地球开赴，算上加快延缓的时候，飞 50 年到达方针地，到了以后发个电报回顾见告情况，地球用四年多时候收到电报。这样的话，如果我有幸 30 岁的时候能到 NASA（好意思国国度航空航天局）参与这个伟大的比邻星探索筹画，那么当我 84 岁的时候就有望听到从比邻星那儿传回顾的消息。总算假意周旋还能领受，在我豆蔻年华照旧有但愿知说念实验遵循的。
但是，同学们啊，千万别忘了，我们说的只是离地球最近的比邻星，我们的方针但是要寻找恰当东说念主类居住的星球，并不单为了到别的恒星系中望望欢叫。缺憾的是，比邻星系很可能找不到任何行星，去了亦然白去。
按照目前天文体家的臆想，我们距离最近的宜居行星，好像至少有 50 光年的距离。这也就意味着，我们即便达到了 0.1c 的速率，飞以前至少也要花 500 年的时候。况兼随着最大速率的增多，加快延缓需要浪掷的时候也会迅速高潮，要达到 0.1c 的速率，加快延缓所需要的时候可能要占到总航行时候的一半。明白，东说念主类不可能到来往飞一回要 1000 年的处所去拓展从属国的，就好像你弗成指望原始东说念主靠游水从欧洲去好意思洲新大陆拓展从属国一样。这个速率照旧不够快，还得升迁。那你以为，以 50 光年考量的话，我们的速率至少要达到几许，才有可能进行星际殖民呢？
你心里想着可能需要反算一下，也即是我们先设定几许年能飞到的心境预期，然后再反推要达到的速率。过程一番对抗，你可能会想，好吧，非论若何，让我在到达方针地后，能让我的亲东说念主在豆蔻年华知说念我谢世到达就可以了。但是我将极端缺憾地告诉你，非论我们奈何用功，哪怕我们的星际航行速率能无限接近光速，你的这个朴素的愿望照旧无法达成，你的亲东说念主也不可能在豆蔻年华得到你的消息。根由很神圣，假定 50 光年外的那颗星球叫作「奥丁」（《星河好汉外传》中星河帝国的都门星），你领先至少要用 50 年的时候飞到奥丁，到达以后你往回发一个电报，这个电报也需要 50 年的时候到达地球，你在地球上的亲东说念主从你开赴那天起最少也要等 100 年才能比及你这个报吉利的电报。
这确乎是一堂令东说念主颓落的算术课。看来，要想星际侨民，你开赴的那天即是和你扫数亲东说念主永别的一天；对你的亲东说念主来说，你不但是室迩人遐，而且这一去即是杳无音问，他们恭候一世也得不到你吉利抵达的消息。
但是，如果我们的飞船速率能在很短的时候内加快到无限接近光速（天然这在今天在技巧上照旧无法想象的，甚而连表面上的可能都莫得），对于星际旅行者的你来说，情况却要乐不雅得多，50 光年的距离对你来说就像是在地球上作念了一次资料旅行辛勤。根据时空中解析速率恒定的旨趣，你在空间中的解析速率会分走你在时候中解析的速率，换句话说，你飞得越快，你的时候荏苒得越慢。假定你以 0.9999c 的速率飞向 50 光年外的奥丁星的话，你本身嗅觉只是用 81 天就抵达了，而你在地球上的亲东说念主则也曾老了 50 岁，我们用底下的时空解析图来发达这个看法：
地球上的东说念主和星际飞船上的你在时空中解析
在这张图中，寰球都以奥丁星为参照物，地球上的东说念主在时候中解析得很快（接近光速），但是在空间中解析得很慢；而星际飞船上的你则正好违抗，你在时候中解析得很慢，但是在空间中解析得马上（接近光速）。是以，以你本身的嗅觉，你莫得效几许时候就从地球飞过来了，但与此同期，地球上的时候却在飞速荏苒。
沿着上头这个念念路，我们可以得出一个引申：如果地球和奥丁的时空距离是 50 光年的话，那么就意味着它们的时候距离至少为 50 年，也即是说，这两颗星球的东说念主想要发生任何相互宣战，非论是通信照旧旅行，总之，这个 50 年是不可逾越的。我们目前假定你供职于地球上的一家公司，公司派你去奥丁的分公司出差，你坐上星际飞船到达奥丁，办了几天公务再回到地球的时候，尽管你本身以为只用了几个月甚而更短的时候，但是地球已过程去了一百多年，你的雇主早就过世了，你供职的这家公司是否还存在也很难说了。因此，在星际殖民时期，只怕不会发生派东说念主去别的星球出差办点事再回顾这种事情，天然这样的情节在星际殖民题材的科幻演义中比比齐是（比如电影《阿凡达》）。
那么我们再来望望在星际殖民时期的约聚又会有哪些特色呢？你和你的一又友都在地球上，有一天你们心血来潮相约要到奥丁去碰头，比如说你们商定在一年后的今天碰头，然后离异各自准备行程去了。我教导你们凝视，你们千万不要以本身的腕表为准，哪怕你们离异的时候对表对得再精准也没用。你们必须极端精准地算准你们的时空坐标，特别要凝视时空解析速率恒定这条铁律，各自留神翼翼地算好本身的空间解析速率会如何影响时候解析速率，不然将要发生的可就完全不是一个东说念主早到一会儿等着另外一个东说念主飞过来，而是很可能发生这种情形：先到的一个东说念主苦苦恭候一世之后，老得牙齿都快掉光了才终于见到了活蹦活跳的另外一个东说念主。
在星际旅行时期，两个东说念主的年级再也无法处于一种厚实的状况了。拿《星河好汉外传》内部的故事来说，情节会变成这样：米达麦亚和罗严塔尔顺从去星际空间打击海盗，这两东说念主指点着各自的军舰开赴了。由于战事猛烈，他们在广博的天外中作战，连接要变换本身飞船的速率，而且偶尔能刚好在天外中会合一下，相互见碰头。于是在这些日子里，他们会对每次碰头相隔的时候产生完全判然不同的意见，米达麦亚以为隔了好几个月才遇上罗严塔尔，而罗严塔尔却说我们昨天才刚刚见过面呀。下一次碰头的时候，米达麦亚以为也就过了不到一个礼拜，但是罗严塔尔却支柱宣称至少已过程去了三个月。这哥俩每见一次面就争吵一次。他们都得特别留神性结果本身飞船速率，万一速率太快了，等他们回到奥丁的时候，他们的司令官莱因哈特就已过程世许多年了。
因此，在星际殖民时期，必须成就天地历、天地轨范时和统一的时空坐标参照系。好在我们的星河系有一个公正，那即是扫数的恒星基本处在相对静止的状况。我们地球和奥丁星之间的相对解析速率应该是很小的，况兼我们不妨假定东说念主在奥丁星和在地球上所受到的引力大小基本相当。这个应当好统一，东说念主类不会风尚在一个能使本身段重瞬息增多好几倍或者轻好几倍的处所持久活命，总照旧要在一个能基本适合的限制内，而这个引力大小对于时空转折进度来说是可以忽略不计的。
是以，如果真到了阿谁在奥丁星殖民的时期，地奥联邦政府可能会同意我的建议，把地球和奥丁星作为是一个大的参考系，这个参考系跨越了 50 光年的时空，在这个 50 光年的限制内成就地空坐标。以新的天地历法规则通过的那天零时为星河编年元年，仍以一个地球日和一个地球年作为轨范天地历法的轨范日和轨范年，在星河纪元元年的零时零分启动一只全心调快过的原子钟，然后把这只原子钟放上星际飞船，以接近光速的速率带到奥丁星，到达以后再把原子钟的频率调成跟在地球上一样。于是我们会看到，在奥丁星上的天地历收效的阿谁时刻，原子钟表现的可能也曾是：星河编年 50 年 2 月 21 日 9 时 13 分 10 秒。因此，奥丁星上的天地轨范历和轨范时的时候是顺利从 50 年后驱动的，而不是像地球一样从元年驱动，天然，奥丁星上的东说念主势必还要根据本身星球的自转和公转日历（奥丁星不一定有卫星，是以可能莫得月份的看法）制定本身的处所时，以便活命。
是以，奥丁星上的腕表一般都必须表现两个时候，一个是轨范天地历的时候，一个是奥丁历的时候。这些腕表还得有一个特殊功能，那即是登上星际飞船后，可以根据星际飞船的航行速率调整腕表的频率，飞得越快，表的频率就得随着调得越高。
遐想一下你在星际飞船上看着时候马上地越过，一年一年就在你目下像走马灯一样荏苒，你会产生一种什么样的嗅觉呢？最要命的是，这些走马灯般荏苒的时候并不是幻觉，而是实实在在地发生在地球和奥丁星上的时候荏苒。地奥联邦政府还有一条不得不颁布的王法，那即是扫数的星际飞船上的时候频率调快的行为都必须全部详确记录在案，调快频率后荏苒的时候弗成算作年级的增长。如果不颁布这条王法，那么这个全国的伦理就要绝对衰败了，东说念主们再也搞不明晰谁比谁年级大了。
以上这些即是最粗陋的星际殖民时期的时候不雅念。对于那些要登上星际飞船的东说念主来说，他们必须要作念好全都的心境准备，因为登上飞船的阿谁时刻即是他们确凿告别以前、奔向异日的时刻。星际飞船是一艘确凿的时候机器，只不外这部时候机器只可把东说念主带向异日而无法复返以前。一朝登上了星际飞船，那么以前的一切就将以前，对于以前的一切九故十亲来说，你死了，而对你本身来说，九故十亲们死了，因为你们此生再也不可能相遇了。当九故十亲们向你挥手说念别，看着你登上星际飞船的征象，那就跟看着你走入棺材是一模一样的姿色。诸位亲爱的读者，我很想知说念，此时此刻的你对于星际殖民时期是感到旺盛呢，照旧颓落呢？以前也曾看到过的许多此类题材的科幻演义和科幻电影，是不是都有极少点变味了呢？
