目前還沒有人能夠穿越時空——至少據我們所知——但這樣的壯舉在理論上是否可行的問題仍然讓科學家著迷。
正如電影如終結者,唐尼達科,回到未來許多其他人表明,時間移動給宇宙的基本規則帶來了很多問題:例如,如果你回到過去並阻止你的父母見面,你怎麼可能為了回到過去而存在首先?
這是一個令人頭疼的問題,被稱為“祖父悖論”,但幾年前,澳大利亞昆士蘭大學的物理系學生熱爾曼·托巴爾(Germain Tobar)研究出瞭如何“計算平方”,使時間旅行在沒有悖論的情況下可行。
“經典動力學說,如果你知道一個系統在特定時間的狀態,這可以告訴我們該系統的整個歷史,”Tobar 在 2020 年解釋道。
「然而,愛因斯坦的理論預測時間循環或時間旅行的存在——其中一個事件既可以發生在過去,也可以發生在未來——理論上徹底改變了動力學研究。
計算表明,時空可以自我調整以避免悖論。
舉個典型的例子,想像一個時間旅行者回到過去阻止疾病的傳播——如果任務成功,時間旅行者就不會再有疾病可以回到過去打敗。
托巴爾的研究表明,這種疾病仍然會透過其他方式、透過不同的途徑或透過不同的方法逃脫,從而消除了悖論。無論時間旅行者做什麼,疾病都無法停止。
托巴爾的工作對於非數學家來說並不容易深入研究,但它著眼於確定性過程(沒有任何隨機性)在時空連續體中任意數量的區域上,並展示了兩者如何閉合類時曲線(正如愛因斯坦所預測的)可以符合自由意志和經典物理學的規則。
“數學檢驗出來了——結果就像科幻小說裡的東西一樣,”物理學家法比奧·科斯塔說來自昆士蘭大學,他監督了這項研究。
法比奧·科斯塔(左)和熱爾曼·托巴爾(右)。 (我有Vu)
該研究用另一個假設解決了這個問題,即時間旅行是可能的,但時間旅行者的行為將受到限制,以阻止他們製造悖論。在這個模型中,時間旅行者可以自由地做任何他們想做的事情,但悖論是不可能的。
雖然這些數字可能會奏效,但實際上彎曲空間和時間以進入過去仍然難以捉摸——科學家創造的時間機器已經設計出到目前為止是這麼高的概念因為它們目前僅作為計算存在於頁面上。
有一天我們可能會到達那裡——當然認為這是可能的——如果我們這樣做,那麼這項新的研究表明,我們將可以自由地對過去的世界做任何我們想做的事:它會相應地自我調整。
“儘管你可能會製造一個悖論,但事件總是會自行調整,以避免任何不一致。”科斯塔說。
“我們發現的一系列數學過程表明,在我們的宇宙中,具有自由意志的時間旅行在邏輯上是可能的,沒有任何悖論。”
該研究發表於經典和量子重力。
本文的早期版本於 2020 年 9 月發布。