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时间旅行在技术上是可行的 - 但我们需要一个无限质量的物体 意见

2020-01-13 06:15:03 来源:工人日报

  

时间旅行的概念总是吸引了物理学家和非专业人士的想象力。 但它真的可能吗? 当然如此。 我们现在正在做,不是吗? 我们都是一次一个地走向未来。

但那不是你想的。 我们可以走得更远吗? 绝对。 如果我们能够接近光速,或者在黑洞附近,时间会减慢,这使我们能够在未来任意远行。 真正有趣的问题是我们是否可以回到过去。

我是马萨诸塞大学达特茅斯分校的物理学教授,第一次听说我7岁的时间旅行的概念,从1980年卡尔萨根的经典电视剧“ 。我当时决定,有一天,我我将继续深入研究这种创造性和卓越理念的基础理论:爱因斯坦的相对论。 二十年后,我出现了博士学位。 在该领域,从那时起一直是该理论的积极研究者。

现在,我的一位博士生刚刚在“古典与量子引力”杂志上 ,描述了如何使用一种非常简单的结构来构建时间机器。

封闭的时间曲线

爱因斯坦的广义相对论允许将时间扭曲到如此高的程度,使其实际上折叠在自身上,从而产生时间循环。 想象一下,你正沿着这个循环旅行; 这意味着在某个时刻,你最终会在过去的某个时刻结束并开始经历同样的时刻,一遍又一遍 - 有点像似曾相识,除非你不会意识到这一点。 这些结构在研究文献中通常被称为“闭合时间曲线”或CTC,并且通常被称为“时间机器”。时间机器是有效的快于光的旅行方案的副产品并且理解它们可以改善我们对宇宙如何运作的理解。

在过去的几十年里,像Kip ThorneStephen Hawking这样的着名物理学家就与时间机器相关的模型进行了开创性的工作。

先前的研究得出的一般结论,包括索恩和霍金,是自然禁止时间循环。 霍金的“ 年代保护猜想 ”可能是最好的解释,它基本上说大自然不允许改变其过去的历史,从而使我们免于时间旅行可能出现的悖论。

也许这些由于时间旅行而产生的悖论中最为人所知的是所谓的“祖父悖论”,其中旅行者回到过去并谋杀他自己的祖父。 这以一种矛盾出现的方式改变了历史进程:旅行者从未出生,因此不可能存在。 基于时间旅行产生的悖论,有许多电影和小说情节 - 也许一些最受欢迎的是“ ”电影和“ 。

异国情调

根据细节,可能会干预不同的物理现象,以防止在物理系统中形成封闭的时间曲线。 最常见的是需要存在特定类型的“奇异”物质,以便存在时间循环。 松散地说,奇异物质是具有负质量的物质。 问题是在自然界中不存在负质量。

马萨诸塞州达特茅斯大学的博士生Caroline Mallary在“ ”杂志上的时间机器 。 这种新型号不需要任何负质量特殊材料,并提供非常简单的设计。

马拉里的模型由两辆超长车组成 - 由不具有异国情调的材料制成,并且具有正质量 - 并行停放。 一辆车快速向前移动,另一辆车停在那里。 Mallary能够证明,在这样的设置中,可以在汽车之间的空间中找到时间循环。

动画显示了Mallary的时间循环如何工作。 当航天器进入时间循环时,它的未来自我也会出现,并且可以追溯到之后每个时刻的两个位置。 这个动画是从一个外部观察者的角度来看的,他正在观察宇宙飞船进入并从时间循环中出现。

你可以在后院建造这个吗?

如果您怀疑有捕获物,那么您是对的。 Mallary的模型要求每辆车的中心具有无限的密度。 这意味着它们包含具有无限密度,温度和压力的物体 - 称为奇点。 此外,与黑洞内部存在的奇点不同,这使得它们完全无法从外部进入,而马拉里模型中的奇点完全是裸露的和可观察的,因此具有真实的物理效应。

物理学家也不希望这些奇特的物体存在于自然界中。 所以,不幸的是,时间机器不会很快就可用。 然而,这项工作表明,物理学家可能不得不改进他们关于为什么禁止关闭时间曲线的想法。

, 物理学教授

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(责任编辑:宰栝)
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