一個物理學家認為,他可能已經解決了臭名昭著的“祖父悖論”,這表明該特定的物理學分支可能不會排除時間旅行。
首先,祖父悖論是什麼?不像,這有點混亂,祖父悖論很容易解釋。假設您有一台時間機器和對家族殺人罪的品味,您可以去過去,試圖在祖父生孩子之前殺死他。如果您成功,您的父母就不會出生,因此您不會出生以及時回去殺死自己的祖父。
當然,這是一個思想實驗,但似乎表明時間旅行可能是不可能的,因為這會導致宇宙中的不一致。因此,史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)提出了按年表保護的猜想,或者認為將有尚未發現的物理定律可以阻止時間旅行的發生。
儘管如此,根據我們到目前為止所知的物理學,尚未排除時間旅行。愛因斯坦(Einstein)的作品中提出的一個想法是,“封閉的時空曲線”可能是可能的,那裡的時空是如此扭曲(故意或本質上是在本質上,說是超級質量的黑洞),以至於對像或觀察者穿越它將返回其起點。
"It is often assumed that, in a Universe with Closed Timelike Curves (CTCs), people can 'travel to the past'. On the surface, this seems to be an obvious implication, since (on sufficiently large scales) one may view a timelike curve as the worldline of a hypothetical spaceship traveling across the spacetime," Lorenzo Gavassino, a physicist at Vanderbilt University, wrote in his new paper.
“如果這種曲線形成一個循環,那麼太空船就會回到其起點。但是,為了確認這是過去的實際旅程,我們必須首先討論乘客(即到達粒子的宏觀系統)在完成往返時會發生什麼。”
物理定律通常是時間反轉的對稱性,大致意味著如果它們相反,它們看起來也一樣。對於觀察到的宇宙統計定律的第二種定律,這不是事實。簡而言之,一切都趨向於混亂。熱量從熱區到寒冷的區域,在孤立的系統中,熵(系統內的疾病量度)只會增加。熱力學的第二定律向我們展示了一大堆時間。如果您看到一個朝著混亂的系統前進,則可以下注及時前進的最低美元。你不能煮雞蛋。
在新作品中,加瓦西諾(Gavassino)試圖描述如果太空飛船要穿越封閉的時間曲線,並在出發或以前出現時會出現。在這次旅行中,熵必鬚根據熱力學的第二定律向熱力學平衡增加,但是對於一致的宇宙,它也必須在輸入時間樣曲線之前返回到非平衡狀態。他以圍繞飛船彈跳的單個不穩定粒子的例子為例,他說,我們了解它們的物理定律要求粒子恢復其初始狀態。
“正如人們所期望的那樣,粒子自發衰減接近τ= 0,並且幾乎整個旅程都保持衰減。但是,隨著τ接近[循環的開始],粒子是自發地重建的,同時又衰減了,” Gavassino解釋說。 ” “這種機制是能量水平離散化的直接結果,它不需要我們微調初始條件。 ”
在工作中,他建議有一點熵變得最大化,“熱力學的第二定律開始倒退”。所有這些聽起來很有趣,但這是捕獲。根據這項工作,您將失去對循環中發生的任何事情的所有記憶。
他寫道:“記憶可能是由於相互作用的結果而示意性建模的,其中一個對像在'內存守護者'的後期狀態下會留下其初始狀態的痕跡,這可能是測量裝置或生物。”
為了建模內存收集過程,他發現“沿CTC(封閉的時間表曲線)收集的任何內存將在循環結束之前通過Poincaré恢復來消除”。您可以穿越循環,但是您不會在一致的宇宙中收集任何新信息,並且宇宙將使您返回您的初始啟動位置,而熵仍處於動態狀態。就祖父的悖論而言,宇宙將以使其保持自吻的方式發展,使時間旅行者恢復其最初的條件。
加瓦西諾(Gavassino)告訴現場科學。 "A 'self-consistency principle' was introduced, suggesting that everything should align to create a logically coherent story. My work provides the first rigorous derivation of this self-consistency principle directly from established physics. Specifically, I applied the standard framework of quantum mechanics – without additional postulates or controversial assumptions – and demonstrated that the self-consistency of history naturally follows from quantum laws."
雖然是一個有趣的主意,但他並沒有將其視為可能存在類似封閉時間曲線的任何證據。
“相反,帶回家的信息是,在帶有CTC的假設宇宙中,時間旅行不會以通常在科幻小說中描繪的形式進行。實際上,在CTC上,熱波動破壞了宏觀的因果關係,並消除了所有記憶,”他得出結論。 ” “經常發生,大自然比我們更具創造力。 ”
該論文發表在古典和量子重力。
一個這個故事於2025年1月出版。