
每个人都可以及时旅行。无论您是否愿意,您都会以每秒一秒钟的稳定速度。您可能会认为在每秒一英尺的三个空间维度之一中旅行没有相似之处。但是根据爱因斯坦'相对论,我们生活在四维连续体中 - 时空 - 时空可以互换。
爱因斯坦(Einstein)发现,您在空间中移动的速度越快,换句话说,您的年龄越慢,换句话说。相对论中的关键思想之一是,没有什么能比光速- 每秒约186,000英里(每秒300,000公里),或每年一光年)。但是您可以非常接近它。如果飞船要以光速的99%飞行,那么您会发现它在短短一年的时间内就会距离光年。
这很明显,但是现在是奇怪的部分。对于船上的宇航员,这次旅程将只需要七个星期。这是相对论的结果时间扩张,实际上,这意味着宇航员已经跳了大约10个月。
高速旅行不是产生时间扩张的唯一方法。爱因斯坦表明,重力场会产生相似的作用 - 甚至这里的相对较弱的场地球。我们没有注意到这一点,因为我们一生都在这里度过,但是高度较高12,400英里(20,000公里)的重力较弱,并且时间更快地过去约45微秒。这比您想象的要重要,因为这是GPS卫星轨道地球及其时钟需要与地面的时钟精确同步,以使系统正常工作。
卫星必须弥补由于其较高的高度和更快的速度而导致的时间扩张效应。因此,每当您在智能手机或汽车的卫星上使用GPS功能时,就会涉及一小部分时间。您和卫星以略有不同的速度进入未来。
但是,要获得更引人注目的效果,我们需要研究更强大的重力领域,例如周围的重力领域黑洞,会扭曲时空如此之多,以至于自身折叠。结果是一个所谓的虫洞,这是科幻电影中熟悉的概念,但实际上起源于爱因斯坦的相对论。实际上,虫洞是一个从时空到另一个点的快捷方式。您进入一个黑洞,然后从另一个地方出现。不幸的是,这不像好莱坞那样实用。那是因为当您接近时,黑洞的重力会将您撕成碎片,但从理论上讲,这确实是可能的。而且,因为我们谈论的是时空,而不仅仅是空间,所以虫洞的出口可能比入口更早。这意味着您最终会出现在过去而不是未来。
在时空中循环回到过去的轨迹被赋予技术名称“封闭时间曲线”。如果您浏览严肃的学术期刊,您会发现对它们的大量参考 - 远远超过“时间旅行”。但实际上,这正是封闭式曲线的全部内容 - 时间旅行
还有另一种产生封闭时间曲线的方法,它不涉及任何像黑洞或虫洞那样充满异国情调的东西:您只需要一个由超密集材料制成的简单旋转缸即可。这个所谓的Tipler缸是现实世界中最接近的瓶子,可以与实际的,真实的时光机获得。但是它可能永远不会在现实世界中建造,所以像虫洞一样,它更像是一种学术好奇心,而不是可行的工程设计。
然而,从实际的角度来看,这些事情是牵强的,我们目前没有基本的科学理由(我们目前知道)说这是不可能的。这是一个令人发人深省的情况,因为作为物理学家Michio Kaku喜欢说:“不禁止的一切都是强制性的”(借鉴了White的小说“曾经和未来的国王”)。他并不意味着时间旅行必须一直在任何时候进行,但是卡库暗示宇宙是如此巨大,至少应该偶尔发生。也许在另一个星系中的某些超级简化文明知道如何构建工作时间机器,或者在某些罕见条件下甚至可以自然发生封闭的时空曲线。
这引起了另一种问题 - 不是科学或工程,而是基本逻辑。如果物理定律允许时间旅行,则可以设想整个范围悖论场景。其中一些似乎是不合逻辑的,很难想象它们可能会发生。但是,如果他们不能,什么阻止了他们?
这样的想法促使斯蒂芬·霍金,他总是对时间旅行的想法持怀疑态度,想出他的“年代保护猜想” - 某些尚未尚未尚未尚未尚未尚未熟悉的物理定律阻止了封闭的时间表曲线的发生。但是,这种猜想只是一个有基于教育的猜测,在得到确定的证据支持之前,我们只能得出一个结论:时间旅行是可能的。
时间旅行者聚会
霍金对时间旅行的可行性持怀疑态度,不是因为他反驳了它,而是因为它对它创造的逻辑悖论感到困扰。在他的年表保护猜想中,他推测物理学家最终会发现封闭的时曲线理论中的缺陷,这使它们变得不可能。
2009年,他想出了一种有趣的方法来测试这一猜想。霍金举行了一次香槟派对(在他的发现频道计划中显示),但他只在发生后才做广告。他的理由是,如果时间机器最终变得实用,将来有人可能会阅读有关聚会并回去参加比赛的人。但是没有人这样做 - 霍金独自坐在整个晚上。这并不能证明时间旅行是不可能的,但这确实表明它永远不会成为地球上普遍存在的事。
时间的箭头
关于时间的独特之处之一是它有一个方向 - 从过去到未来。在室温下剩下的一杯热咖啡总是冷却。它永远不会加热。您的手机使用电池时会失去电池充电;它永远不会收取费用。这些是熵,本质上是对“无用”数量而不是“有用”能量的度量。封闭系统的熵始终增加,这是确定时间箭头的关键因素。
事实证明,熵是唯一可以区分过去和未来的东西。在其他物理分支(例如相对论或量子理论)中,时间没有首选的方向。没有人知道时间的箭头来自哪里。它可能仅适用于大型复杂的系统,在这种情况下,亚原子粒子可能不会体验到时间的箭头。
时间旅行悖论
如果可以回到过去 - 甚至从理论上讲 - 它会增加许多倾斜的悖论,例如祖父悖论- 甚至科学家和哲学家也感到非常困惑。
杀死希特勒
时光旅行者可能会决定回去杀死他的婴儿期。如果他们成功了,未来的历史书甚至都不会提到希特勒 - 那么时光旅行者会及时回去杀死他的动力呢?
杀死你的祖父
您可能会偶然地杀死一个年轻的希特勒,而是在他们很小的时候杀死自己的祖先之一。但是您永远不会出生,所以您无法及时回去杀死他们,所以您毕竟会出生,等等……
一个闭环
假设时间机的计划突然从桌子上的稀薄空气中出现。您花了几天的时间构建它,然后用它将计划发送回您的早期自我。但是这些计划起源于哪里?无处 - 他们只是及时旋转。