“如果有人提出研究贈款申請,以時空旅行的工作將立即被駁回。”物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在他的死後書中簡要回答大問題。
他是對的。但是他也是正確的,詢問時間旅行是否可能是一個“非常嚴重的問題”,仍然可以科學地接觸。
認為我們目前的理解不能排除它,看來霍金謹慎樂觀。那麼這將離開我們呢?我們今天無法建造一個時間機器,但是我們將來可以嗎?
讓我們從日常體驗開始。我們認為,無論他們在世界各地,我們都可以打電話給我們的朋友和家人來找出他們在做什麼現在。
但這是我們永遠無法真正知道的事情。帶有聲音和圖像的信號快速傳播的信號仍然很快,但是這些信號仍然需要有限的時間到達我們。
我們無法訪問遙遠的人的“現在”是阿爾伯特·愛因斯坦的核心時空理論。
輕速
愛因斯坦告訴我們,時空是一件事情的一部分 - 時空 - 我們應該願意像太空中的距離一樣思考距離。
聽起來很奇怪,當有人問伯明翰距倫敦有多遠時,我們很樂意回答“大約兩個半小時”。我們的意思是,旅程的平均速度為每小時50英里。
從數學上講,我們的說法等同於說伯明翰距倫敦約125英里。作為物理學家布萊恩·考克斯和傑夫·福肖(Jeff Forshaw)寫書為什麼E =MC²?,時間和距離“可以使用具有速度貨幣的東西互換”。
愛因斯坦的智力飛躍是假設從一段時間到時空距離的匯率是普遍的 - 這是光速。
光速是任何信號都可以傳播的最快的,這對我們可以多久地知道宇宙中其他地方發生了什麼,這是一個基本的限制。這給了我們“因果關係” - 影響始終會出現的法律後他們的原因。
在旅行主角的一邊,這是一個嚴重的理論刺。讓我回到過去並進行動作事件,以防止我的出生將效果(我)放在原因(我的出生)之前。
現在,如果光的速度是通用的,我們必須測量它是相同的 - 真空的每秒299,792,458米 - 無論我們自己正在移動多麼快。
愛因斯坦意識到,光速是絕對的後果是空間和時間本身不可能。事實證明,移動時鐘必須比固定的時鐘慢。
您移動的速度越快,時鐘相對於您移動的速度較慢。 “相對”一詞是關鍵:時間似乎正常傳遞給您。但是,對於每個人,您都會慢動作。
如果您要以光速移動,那麼您會及時凍結 - 就您而言,其他所有人都會快速前進。
那如果我們要旅行怎麼辦快點比光,隨著科幻小說教給我們,時間會向後奔跑嗎?
不幸的是,將人類加速到光速,更不用說超越它的速度需要無限的能量了。但即使我們可以,時間不會簡單地向後跑。取而代之的是,談論前向和向後談論再也沒有意義。
因果關係法則將受到侵犯,因果關係的概念將失去其含義。
蟲洞
愛因斯坦還告訴我們,重力是道路的結果大眾扭曲時空。我們擠進空間區域的質量越多,扭曲的時空越慢,附近的時鐘滴答速度較慢。
如果我們擠進足夠的質量,時空會變得如此扭曲,以至於光線也無法逃脫其引力和黑洞形成。
而且,如果您要接近黑洞的邊緣(其事件範圍),那麼您的時鐘將相對於遠離它的人無限緩慢。
那麼,我們能否以正確的方式扭曲時空,以將其自行關閉並回到過去?
答案也許是,我們需要的翹曲是可穿越的蟲洞。但是,我們還需要生產負能量密度的區域以穩定它,而19世紀的經典物理可以阻止這種情況。現代理論量子力學但是,可能不會。
根據量子力學,空空間不是空的。取而代之的是,它充滿了成對的顆粒,這些粒子彈出和不存在。如果我們可以使允許對進出的區域比其他任何地方都更少,那麼該區域將具有負能量密度。
但是,找到將量子力學與愛因斯坦重力理論相結合的一致理論仍然是理論物理學中最大的挑戰之一。一個候選人,弦理論(更確切地說M理論)可能會提供另一種可能性。
M理論需要時空具有11個維度:我們搬進來的時間和三個空間,而又有7個空間,ed縮得很小。我們可以使用這些額外的空間維度來捷徑和時間嗎?至少霍金充滿希望。
保存歷史記錄
那麼時間旅行真的有可能嗎?我們目前的理解不能排除它,但是答案可能是否定的。
愛因斯坦的理論無法描述時空的結構,這是非常小的規模。儘管自然法則通常與我們的日常經驗完全不符,但它們是總是自以為是的 - 當我們弄亂科幻小說中的因果關係時,幾乎沒有空間的悖論。
儘管他樂觀地樂觀,但霍金認識到,未發現的物理定律有一天會取代愛因斯坦的五月五月共同防止像您和我這樣的大物體隨便地(而不是因果關係)隨著時間的流逝而來。我們稱這個遺產為他”年代保護猜想”。
無論未來是否有商店的時間機器,我們都可以知道,當我們在汽車上爬山或速度時,我們會改變時間的滴答方式。
所以,這個”假裝是時間旅行者(12月8日),請記住您已經是,只是您可能希望的方式。