您是否曾经犯过一个希望能够挽回的错误？ 纠正过去的错误是我们发现时间旅行的概念如此迷人的原因之一。 正如科幻小说中经常描绘的那样，有了时间机器，就没有什么是永恒的了？ 您可以随时返回并更改它。 但在我们的宇宙中时间旅行真的可能吗，或者这只是科幻小说？
我们对时间和因果关系的现代理解来自广义相对论。 理论物理学家阿尔伯特·爱因斯坦的理论将空间和时间结合成一个实体？ “时空” ？ 并对它们如何工作提供了非常复杂的解释，其水平是任何其他既定理论都无法比拟的。
这个理论已经存在了 100 多年，并且已经通过实验验证了极高的精度，因此物理学家相当肯定它提供了对宇宙因果结构的准确描述。
几十年来，物理学家一直在努力使用广义相对论来确定时间旅行是否可能。 事实证明，你可以写出描述时间旅行的方程，并且与相对论完全兼容和一致。 但物理学不是数学，如果方程与现实中的任何事物都不相符，那么它们就毫无意义。
反对时间旅行的论点
有两个主要问题使我们认为这些方程可能不切实际。 第一个问题是一个实际问题：建造一台时间机器似乎需要奇异物质，这是带有负能量的物质。
我们日常生活中看到的一切事物都有正能量吗？ 带有负能量的物质不是随处可见的。 从量子力学中，我们知道理论上可以创造这种物质，但是数量太少且时间太短。
然而，没有证据表明不可能创造足够数量的奇异物质。 此外，可能会发现其他允许时间旅行而无需外来物质的方程。 因此，这个问题可能只是我们当前技术或对量子力学理解的限制。
另一个主要问题不太实用，但更重要：观察到时间旅行似乎与逻辑相矛盾，其形式是时间旅行悖论。
这种悖论有多种类型，但最有问题的是一致性悖论。
科幻小说中流行的比喻是，每当某个事件导致改变过去时，一致性悖论就会发生，但变化本身从一开始就阻止了该事件的发生。
例如，考虑一个场景，我进入我的时间机器，用它回到过去五分钟，并在我回到过去后立即摧毁机器。 现在时光机被我毁掉了，五分钟后我就不可能再使用它了。
但如果我不能使用时间机器，那么我就无法回到过去并摧毁它。 因此，它没有被摧毁，所以我可以回到过去并摧毁它。 换句话说，当且仅当时间机器不被破坏时，它才会被破坏。
由于它不能同时被破坏和不被破坏，因此这种情况是不一致且自相矛盾的。
消除悖论
科幻小说中有一个常见的误解，即悖论是可以“创造”的。 时间旅行者通常被警告不要对过去做出重大改变，并避免与过去的自己见面。 在许多时间旅行电影中都可以找到这样的例子，例如回到未来三部曲。
但在物理学中，悖论并不是实际可能发生的事件？ 它是一个纯粹的理论概念，指向理论本身的不一致。 换句话说，一致性悖论不仅意味着时间旅行是一项危险的尝试，而且意味着它根本不可能实现。
这是理论物理学家的动机之一制定他的时间顺序保护猜想，其中指出时间旅行应该是不可能的。 然而，这一猜想至今仍未得到证实。
此外，如果我们不消除悖论造成的时间旅行，而是消除悖论本身，宇宙将会变得更加有趣。
理论物理学家伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫（Igor Dmitriyevich Novikov）提出了解决时间旅行悖论的一项尝试。自洽猜想，这本质上是说你可以回到过去，但你无法改变它。
根据诺维科夫的说法，如果我试图摧毁五分钟前的时间机器，我会发现这是不可能的。 物理定律会以某种方式共同保持一致性。
引入多重历史
但如果你无法改变过去，那么回到过去又有什么意义呢？ 我最近与我的学生雅各布·豪瑟和贾里德·沃根一起的工作表明，存在着诺维科夫猜想无法解决的时间旅行悖论。 这让我们回到了第一个方面，因为即使只有一个悖论无法消除，时间旅行在逻辑上仍然是不可能的。
那么，这是时间旅行棺材上的最后一颗钉子吗？ 不完全的。 我们表明，考虑到多重历史（或更熟悉的术语，平行时间线）可以解决诺维科夫猜想无法解决的悖论。 事实上，它可以解决你提出的任何悖论。
这个想法很简单。 当我退出时间机器时，我进入了不同的时间线。 在那个时间线上，我可以做任何我想做的事，包括摧毁时间机器，而不改变我来自的原始时间线中的任何内容。
由于我无法摧毁原始时间线中的时间机器，也就是我实际用来穿越时空的时间机器，所以不存在悖论。
在过去三年研究时间旅行悖论之后，我越来越相信时间旅行是可能的，但前提是我们的宇宙可以允许多种历史共存。 那么，可以吗？
量子力学似乎确实暗示了这一点，至少如果你订阅了埃弗雷特的话“多世界”的解释，其中一个历史记录可以“拆分”为多个历史记录，一个对应于每个可能的测量结果？ 例如，是否薛定谔的猫是生是死，或者是我是否到达了过去。
但这些都只是猜测。 我和我的学生目前正在努力寻找一种具有多种历史的具体时间旅行理论，该理论与。 当然，即使我们找到了这样的理论，也不足以证明时间旅行是可能的，但这至少意味着时间旅行并没有被一致性悖论所排除。
时间旅行和平行时间线在科幻小说中几乎总是齐头并进，但现在我们有证据表明它们在现实科学中也必须齐头并进。 广义相对论和量子力学告诉我们，时间旅行是可能的，但如果是的话，那么多重历史也一定是可能的。
