物理學家提出了他們聲稱的理論數學模型“時光機”- 一個可以在時間和空間中前後移動的盒子。
他們說，訣竅是利用宇宙中時空的曲率，將時間彎曲成一個圓圈，供坐在盒子裡的假設乘客使用，這個圓圈可以讓他們跳到未來和過去。
“人們認為時間旅行是虛構的。而我們傾向於認為這是不可能的，因為我們實際上並沒有這樣做。”理論物理學家、數學家 Ben Tippett 說道，來自加拿大不列顛哥倫比亞大學。
“但是，從數學上來說，這是可能的。”
蒂皮特與馬裡蘭大學天文物理學家 David Tsang 一起使用了愛因斯坦的理論提出一個數學模型，他們稱為時空中可穿越的非因果逆行域（是的，縮寫字面意思是塔迪斯）。
但在我們進入合法時間旅行的瘋狂之前，讓我們快速地看待這一點——研究人員並沒有聲稱擁有藍圖神秘博士明天就可以建造的風格時間機器。
他們說我們建造這個東西所需的材料是如此奇特，我們甚至還沒有發現它們？ 但我們稍後會討論這個問題。
首先，我們來談談蒂皮特和曾蔭權的實際提議。
該模型基於這樣的想法：三個空間維度，隨著第四個維度（時間）的分離，我們應該同時想像這四個維度。
這使我們能夠考慮時空連續體的可能性，其中空間和時間的不同方向都在宇宙的彎曲結構內連接。
愛因斯坦的相對論將宇宙中的引力效應與時空曲率聯繫起來——這一現像被認為是宇宙中的引力效應背後的原因。橢圓軌道行星和恆星。
如果時空是「平坦的」或不彎曲的，行星就會沿著直線移動。 但根據相對論，時空的幾何形狀在大質量天體附近會變得彎曲，這導致行星彎曲其路徑並繞著其恆星旋轉。
蒂皮特和曾認為，宇宙中不僅僅是物理空間可以彎曲和扭曲，時間本身也可以在大質量物體附近彎曲。
「時空表面的時間方向也呈現出曲率。有證據表明，時空表面越接近曲率，我們發現，時間過得更慢，”蒂皮特說。
“我的時間機器模型利用彎曲的時空，為乘客將時間彎曲成一個圓圈，而不是一條直線。這個圓圈帶我們回到過去。”
為了利用這一理論特性，物理學家建議創建一種時空幾何的“氣泡”，它攜帶著其中的任何東西沿著一個大的圓形路徑穿過空間和時間。
如果這個氣泡的速度能夠超過光速——這對夫婦說這在數學上是可能的——這將使它能夠及時向後移動。
“這是一個盒子，它沿著時空的圓形路徑在時間上‘向前’然後‘向後’移動，”研究人員在 2017 年的論文中做出了解釋。
「高興的外部觀察者將能夠看到盒子裡的時間旅行者在時間上倒退：不打破雞蛋並將奶油從他們的雞蛋中分離出來。」。
您可以在下圖中看到基本概念，氣泡/時間機器內有一名乘客（A 人），旁邊站著一名外部觀察者（B 人）。
這時間之箭- 在正常情況下（至少在我們的宇宙中) 始終指向前方，使過去成為現在 - 由黑色箭頭表示：
BK 蒂皮特等人。 鰻魚。
A 和 B 都會以截然不同的方式體驗時間，研究人員解釋：
「在氣泡內，A 將看到B 的事件週期性地演變，然後反轉。在氣泡外，觀察者B 將看到兩個版本的A 從同一位置出現：一個的時鐘指針將順時針轉動，另一個則逆時針轉動。
換句話說，外部觀察者會在時間機器內看到物件的兩個版本：一個版本在時間上向前演化，另一個版本則向後演化。
雖然蒂皮特和曾經表示數學是合理的，但現在的問題是我們實際上沒有合適的材料來建造他們所提議的東西。
“雖然在數學上是可行的，但建造時空機器還不可能，因為我們需要材料——我們稱之為奇異物質——以這些不可能的方式彎曲時空，但它們尚未被發現，”蒂皮特說。
他們的想法讓人想起另一個理論上的時間機器——阿爾庫別爾大道，它還將使用奇異物質的外殼來運送乘客穿越時空（假設）。
如果不知道如何實際生產這些時空彎曲材料，這兩個想法都無法走得太遠，但正如蒂皮特指出的，我們永遠不會停止對時間旅行的可能性的好奇，而這只是我們可以為這個令人費解的物理學提供更多的方向。
“研究時空既令人著迷，又充滿問題，”他說。
“自 1949 年以來，我所在領域的專家一直在探索數學時間機器的可能性，而我的研究提出了一種實現這一目標的新方法。”
該研究發表於經典引力和量子重力。
本文的一個版本於 2017 年 4 月首次發布。
