你有沒有想挽回的遺憾?
這或許就是我們對時(shí)間旅行如此著迷的原因之一。正如科幻小說中經(jīng)常描述的那樣,有了時(shí)間機(jī)器,沒有什么是永久的——你總是可以回到過去并改變它。但 在我們的宇宙中,時(shí)間旅行真的可能嗎?
我們對時(shí)間和因果關(guān)系的現(xiàn)代理解來自廣義相對論,愛因斯坦的理論將空間和時(shí)間結(jié)合成一個(gè)單一的實(shí)體——“時(shí)空”。這個(gè)理論已經(jīng)存在了100多年,并且已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到極高的精度,因此物理學(xué)家們相當(dāng)肯定它提供了對我們宇宙因果結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確描述。
幾十年來,物理學(xué)家一直試圖利用廣義相對論來確定時(shí)間旅行是否可行。但事實(shí)證明,我們可以寫下描述時(shí)間旅行的方程,并且與相對論完全兼容和一致,但物理學(xué)不是數(shù)學(xué),如果方程與現(xiàn)實(shí)中的任何事物都不對應(yīng),它們就毫無意義。
反對時(shí)間旅行的論據(jù)
有兩個(gè)主要問題使這些方程式不切實(shí)際:
第一個(gè)問題是實(shí)際問題,建造時(shí)間機(jī)器需要具有負(fù)能量的物質(zhì),這是我們目前不能獲取的。
另一個(gè)問題是時(shí)間旅行似乎與邏輯相矛盾,這就是時(shí)間旅行悖論,科幻小說中流行這樣一個(gè)比喻,只要有特定事件導(dǎo)致改變過去,就會(huì)發(fā)生一致性悖論,但改變本身首先阻止了這一事件的發(fā)生。
例如,考慮這樣一個(gè)場景,我們進(jìn)入時(shí)間機(jī)器,用它回到過去五分鐘,并在回到過去的第一時(shí)間就摧毀機(jī)器,現(xiàn)在我毀掉了時(shí)光機(jī),五分鐘后我就不可能再使用它了,但如果我們不能使用時(shí)間機(jī)器,那么就無法回到過去并摧毀它。
消除悖論
科幻小說中有一個(gè)普遍的誤解,即可以“創(chuàng)造”悖論。時(shí)間旅行者通常被警告不要對過去做出重大改變,并避免因?yàn)檫@個(gè)確切的原因與過去的自己相遇。這方面的例子可以在許多時(shí)間旅行電影中找到。
但在物理學(xué)中,悖論是一個(gè)純粹的理論概念,指向理論本身的不一致。換句話說,一致性悖論意味著時(shí)間旅行根本不可能,但如果時(shí)間旅行不可能,又何來一致性悖論。
物理學(xué)家斯蒂芬·霍金提出他的猜想時(shí)間旅行應(yīng)該是不可能的,然而,這一猜想至今仍未得到證實(shí)。此外,如果我們可以消除悖論本身,而不是消除由于悖論而導(dǎo)致的時(shí)間旅行,那么宇宙將是一個(gè)更有趣的地方。
解決時(shí)間旅行悖論的一種嘗試是理論物理學(xué)家伊戈?duì)枴さ旅滋乩镆S奇·諾維科夫的自洽猜想,它的基本思想是我們可以穿越到過去,但無法改變它。根據(jù)他的解釋,如果我們在五分鐘前試圖摧毀時(shí)間機(jī)器,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這是不可能的,物理定律會(huì)以某種方式來保持一致性。
平行時(shí)間線
但是,如果我們無法改變過去,那么時(shí)間旅行又有什么意義呢?
我們發(fā)現(xiàn),諾維科夫猜想也只是說物理定律會(huì)以某種方式保持一致性,但它是什么,沒有人知道。近日,一項(xiàng)新的研究給出了答案。平行時(shí)間線可以解決任何悖論。
當(dāng)我們退出時(shí)間機(jī)器時(shí),我們退出到的是另一個(gè)時(shí)間線,在那個(gè)時(shí)間線中,我們可以做任何想做的事情,包括摧毀時(shí)間機(jī)器,而不會(huì)改變原來的時(shí)間線中的任何東西。由于我們無法破壞原始時(shí)間線中的時(shí)間機(jī)器,因此不存在悖論。
量子力學(xué)似乎確實(shí)暗示了平行時(shí)間線的存在,“薛定諤的貓”就是最典型的案例。
廣義相對論和量子力學(xué)告訴我們,時(shí)間旅行是可能的,如果人類真的成功穿越到過去,平行時(shí)間線也一定是可能的。
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