时间旅行的概念一直吸引着物理学家和外行人的想象力。 但这真的可能吗？ 当然如此。 我们现在就在做，不是吗？ 我们都在一次一秒地走向未来。
但那不是你的想法。 我们可以前往更远的未来吗？ 绝对地。
如果我们能够以接近光速的速度旅行，或者在一个物体附近旅行，时间会变慢，使我们能够任意旅行到遥远的未来。 真正有趣的问题是我们是否可以回到过去。
我是马萨诸塞大学达特茅斯分校的物理学教授，第一次听说时间旅行的概念是在我 7 岁的时候，从卡尔·萨根 (Carl Sagan) 1980 年的经典电视连续剧的一集中，宇宙。
我当时就决定，有一天，我要深入研究这些创造性和非凡想法背后的理论：爱因斯坦的相对论。 二十年后，我获得了该领域的博士学位，并从那时起一直是该理论的活跃研究者。
现在，我的一位博士生刚刚发表论文在日记中经典和量子引力描述了如何使用非常简单的结构构建时间机器。
闭合类时曲线
爱因斯坦的允许时间扭曲到如此高的程度，以至于它实际上折叠起来，导致时间循环。 想象一下你正沿着这个环行进； 这意味着在某个时刻，你会回到过去的某个时刻，并开始再次经历同样的时刻——有点像似曾相识，只是你没有意识到。
这种构造在研究文献中通常被称为“闭合类时间曲线”或 CTC，并且通常被称为“时间机器”。 时间机器是有效的超光速旅行计划的副产品，了解它们可以提高我们对宇宙如何运作的理解。
过去几十年来，著名物理学家如基普·索恩和史蒂芬·霍金在与时间机器相关的模型上做出了开创性的工作。
包括索恩和霍金在内的先前研究得出的普遍结论是，大自然禁止时间循环。
这也许在霍金的《时间顺序保护猜想”，这本质上是说，大自然不允许改变其过去的历史，从而使我们免受时间旅行可能出现的悖论的影响。
也许在由于时间旅行而出现的这些悖论中最著名的是所谓的“祖父悖论”，其中旅行者回到过去并谋杀了自己的祖父。
这以一种矛盾的方式改变了历史的进程：旅行者从未出生，因此不可能存在。
有许多电影和小说情节都是基于时间旅行产生的悖论——也许其中最受欢迎的是回到未来电影和土拨鼠日。
奇异物质
根据细节，不同的物理现象可能会介入，以防止物理系统中形成封闭的类时曲线。 最常见的是，为了使时间循环存在，必须存在特定类型的“奇异”物质。
宽松地说，奇异物质是具有负质量的物质。 问题是自然界中并不存在负质量。
马萨诸塞大学达特茅斯分校的博士生卡罗琳·马拉里 (Caroline Mallary)发布了新模型日记中的时光机经典与量子引力。
这种新模型不需要任何负质量奇异材料，并且设计非常简单。
Mallary 的模型由两辆平行停放的超长汽车组成，它们的材料不是奇异的，并且具有正质量。 一辆车快速向前行驶，而另一辆车停在原地。 马拉里能够证明，在这样的设置中，可以在汽车之间的空间中找到时间循环。
那么你能在你的后院建造这个吗？
如果您怀疑其中存在陷阱，那么您是对的。 Mallary 的模型要求每辆车的中心具有无限的密度。 这意味着它们包含具有无限密度、温度和压力的物体（称为奇点）。
此外，与内部存在的奇点不同，这使得它们从外部完全无法访问，马拉里模型中的奇点是完全裸露且可观察的，因此具有真实的物理效应。
物理学家也不期望自然界中存在如此奇特的物体。 因此，不幸的是，时间机器不会很快投入使用。
然而，这项工作表明，物理学家可能必须完善他们关于为什么禁止类时曲线的想法。
高拉夫·卡纳，物理学教授，马萨诸塞大学达特茅斯分校。
