相对论：《星际穿越》中时空旅行的理论发展

根据广义相对论，1939年美国物理学家奥本海默证明，假如星体质量聚集到一个足够小的球状区域里，引力的强烈挤压会使那个天体的密度无限增大，然后产生灾难性的坍塌，使那里的时空变得无限弯曲，这就是人们常听说的黑洞。广义相对论是不可思议的想象力与合理性的完美结合，为理论物理学树立了一个典范。

作为相对论的一个推论，爱因斯坦提出了著名的质能关系式：能量等于质量乘以光速的平方。在这一理论的指导下，1939年，科学家找到了通过核裂变把质量转化为能量，释放巨大原子能的链式反应，进而制造了原子弹，后来又利用核聚变发明了氢弹。而可以控制反应剧烈程度的核反应堆的和平利用，比如核电站、可控核反应堆供暖系统等极大地改善了人们的生活。

全球卫星定位系统也依赖于相对论。爱因斯坦指出：传统的时间概念只能在简单的条件下才能确定，当多种因素暂时联系起来的时候，传统的计时方法就失去作用。全球定位卫星发出的信号，由于处在不同的参照系上，时空无法和地面同步，只有根据卫星和地面的原子钟不断调整时间，才能保证定位系统的精确。

1976年，物理学家维索特和列文向太空发射了一枚载有时钟的火箭。他们观察到，这个时钟与放置在地球上的时钟相比，多获得了1/10微秒。他们认为，为了在未来时光中旅行，就需要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星引力场。如果让飞船到达一颗中子星上，就会在未来的时光中迈出一大步。

相对论发展了牛顿力学，极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出的“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念，让整个科学界为之一震，推动物理学发展到一个新的阶段。而人类对于相对论的创造性应用，也必将为我们的生活和未来带来翻天覆地的变化。