時間旅行可以實現，不過你的質量得無限大

恭喜胖子，距離「時間旅行」更進一步！

時間旅行的概念一直吸引著人們的眼球，相關的科幻影視層出不窮，但穿越時空真的有可能實現嗎？那當然，我們現在每一秒都在走向未來。

不過這顯然不是你想問的問題。真正的問題是，我們能穿越到遙遠的未來嗎？可以，如果我們能以接近光速的速度前進，時間的流速減緩，我們便能任意地到達未來的某一個時間點。那如果是要回到過去呢？

來自麻省大學達特茅斯分校的物理學教授Gaurav Khanna對時空穿越進行了解釋，並介紹了一個新的時間機器的理論模型。

封閉類時曲線

愛因斯坦的廣義相對論指出，時間可以高度扭曲，扭曲到它重疊到了自己身上，形成了一個時間的閉環。想像一下你沿著這個閉環行走，這意味著在某個時刻，你將重新開始經歷原本已經結束了的時間。有點類似於「既視感」這種現象，即你現在正在某地做某件事，但卻彷彿曾在以前某個時刻經歷過一樣的場景，有一種似曾相識之感。在物理學的理論研究中，這種結構通常被稱為「封閉類時曲線」（closed time-like curves， CTC），也就是俗稱的「時間機器」。

從理論上來說，穿過克爾黑洞，即可到達平行宇宙。假設上圖原本是一張長方形的藍色紙片，紅色箭頭標明的是在二維空間下兩點之間的最短距離（直線），也就是從時空A走到時空B的紅色路徑；但若將紙片彎曲趨近於對摺變成三維空間，那麼AB兩點之間就可以直接貫穿相連，直接從時空A穿過蟲洞（愛因斯坦-羅森橋，俗稱時空隧道）到達時空B，即綠色路徑。也就是說，假設時空A是2018年的現在，時空B是2050年，原本人類應當由紅色路徑過完32個春節之後才到2050年，但有了蟲洞，便有了從2018直接利用時間旅行穿越到2050的可能性。

在過去的幾十年里，著名的物理學家們如Kip Thorne（2017年諾貝爾物理學獎獲得者）和霍金曾就與時間機器有關的模型開展了開創性的研究工作。

以前各項研究中得到的普遍結論，是自然界本身禁止時間循環。正如霍金在他的「時序保護猜想」中描述的，本質上而言，自然界不允許改變它過去的歷史，這能保護我們免受因為時間旅行而出現的悖論的影響。時間和空間一旦經過就被凍結了，即使能回到過去或未來，也只是站在另一個維度的視角上看到事件的發生但卻不能碰到，就像電影里的時間警察維持時空秩序一樣。

而在有關時間旅行的悖論中，最著名的應該就是所謂的「外祖父悖論」了：如果旅行者回到過去，在其母親出生之前殺死了自己的外祖父，那時間旅行者本人還存不存在？歷史的進程發生了變化，從而產生了矛盾：旅行者從未出生，因此他不可能存在。基於此悖論還衍生出了很多科幻電影，比如《回到未來》。

異常物質

根據具體情況的不同，為了防止封閉類時曲線的出現和發展，有多種不同的物理現象可能會對其進行干預。最常見的是蟲洞對於具有特定類型的「異常物質（exotic matter）」的要求：要使蟲洞可以通行，其內部必須得有「異常物質」，它必須存在，才能實現時間的循環。異常物質基本上指代的是具有負質量的物質，但現實的問題是就目前已知的信息來看，負質量物質在自然界中並不存在。

Caroline Mallary是來自麻省大學達特茅斯分校的一名博士生，日前在《經典與量子引力》雜誌上發表了有關時間機器新模型的論文，其中介紹的這種新模型不需要任何負質量的外來材料，同時提供了一個簡易的設計原理。

這種模型由兩輛超長汽車組成，均由正質量的材料製成，平行停放。一輛車疾馳向前，另一輛停在原地。在這個設置里，兩輛汽車之間的空間中存在時間循環。

時光機能造的出來嗎？

如果你懷疑時光機怎麼可能這麼簡單，那就對了。Mallary的模型要求每輛車的中心都具有無限密度，即其中需包含奇點——無限的密度、溫度和壓力。除此之外，模型中的奇點與黑洞中的奇點不同，前者是完全裸露可觀測的，並因此而具有真實的物理效應；後者則完全無法從外界觸及。

不幸且周知的是，時間機沒那麼快能做出來。但這項研究表明，物理學家們可能得儘快完善相關的研究，了解為什麼自然界本身會禁止、干預封閉類時曲線的發展。

蝌蚪五線譜編譯自livescience，譯者 狗格格，轉載須授權

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