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時間旅行是不可能的,真是這樣嗎?

狹義相對論告訴我們,空間的三個維度和時間的單獨維度就像織物一樣編織在一起。不可能將它們視為單獨的實體,只有一個統一的實體--時空。我們不認為運動穿過空間而不考慮時間的運動,反之亦然。左右,上下,前後和過去都是平等的。

然而,時間似乎有點不同。我們在空間內有完全的行動自由,但我們不能迴避我們的未來。時間似乎有一個「箭頭」,而空間維度是雙向的。考慮到時間和空間的統一,它引出了一個顯而易見的問題:時間旅行是什麼樣的旅行,是有可能的嗎?在任何情況下都可能嗎?

進入未來?

奇怪的是,答案是肯定的!我們不能避免進入我們的未來,但我們可以控制我們通過時間來移動的速率。這是相對論的另一個的結果:並不是所有的時鐘都是相同的。

你通過空間移動的速度決定了你通過時間移動的速度。簡單的說:移動的時鐘運行緩慢。

如果你能建造一個足夠大的火箭(不要問我如何建造,這是一個工程問題),提供一個1g(9.8米/秒,與地球表面重力所提供的加速度相同)的恆定的加速度,在幾十年的時間裡,你就可以到達銀河系的中心。

你可以停幾個小時,在射手座A *(銀河中心的黑洞)附近野餐,然後回到你的火箭,返回地球。

到你回來的時候,你將有資格領取退休金,如果提供這些福利的機構還存在的話,因為雖然你只在船上的時鐘上旅行了幾十年,但地球上卻經歷了40000年。

閉合循環

時間是相對的,但對所有人來說仍在同一方向流動。是否可以反轉,是廣義相對論(GR)的範疇。

我們使用的數學語言,不僅可以了解重力,而且可以充分發揮時空與運動之間的聯繫。

在廣義相對論(GR)中,我們提出一個稍微更技術性的問題:是否有一些物質和能量(那些扭曲時空的東西),允許存在閉合的類時曲線。「曲線」指的是一條路徑,「類時」意味著你沒有走得比光的速度快,而「閉合」意味著它回到它的起點——換句話說,就是它自己的過去。

那麼,愛因斯坦的預言,是否可以像閉合的類時曲線?

可能性有限

有大約六個已知的時空構造允許閉合的類時曲線或是回到過去的時間旅行。例如,庫爾特·哥德爾(哥德爾不完全性定理)發現,如果宇宙的擴張正在加速(宇宙正在擴大),而宇宙也在旋轉,閉合的類時曲線就會被允許,我們可以到過去旅行。

據我所知,哥德爾利用這一方案向阿爾伯特·愛因斯坦指出廣義相對論(GR)不是它所吹噓的那樣。我的意思是,難道任何自尊的自然世界理論都不能避免這種明顯荒謬的解決辦法嗎?

但是,哥德爾的觀點是毫無意義的。所有的觀察都表明,宇宙不是旋轉的,所以這個特定的解決方案不適用於我們的宇宙,而時間旅行是無法實現的。

但是,如果我們要建造一個無限長的巨大的圓柱體,將它設置在其軸上以接近光速旋轉。它會在它周圍的時空上拖曳,圍繞著旋轉的圓柱體的某些路徑最終會進入他們自己的過去。但宇宙中沒有這樣一個無限長的巨大圓柱體。

如果你製造一個蟲洞(連接時空兩個遙遠的地點之間的快捷方式),並讓一個末端以光的速度接近並將它帶回來,正常的時間膨脹效應將把另一端置於另一個的「未來」中。所以你可以跳入蟲洞,最後進入你的過去。那是,蟲洞需要「負質量」的存在,而負質量不存在宇宙中呢?

回到過去:不

對於每一種場景,我們制定了廣義相對論,讓閉合的類時曲線和時間旅行能進入我們自己的過去,自然就會發現一種打亂我們計劃的方式和排除方案。

這是怎麼回事?廣義相對論原則上允許時間進入過去,但似乎在任何情況下都被排除在外。似乎有趣的是,應該有一些基本規則來禁止時間旅行。但是並沒有。我們無法指出亞原子層面的任何粒子相互作用明顯地阻止了閉合的類時曲線的形成。

時間從過去到未來的必然發展,類似於另一種自然法則:熵。

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