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虫洞真的能实现时空穿越吗

 孔乙己书房 2017-06-21
2017-06-21

穿越时空是指从一个空间里通过某种途径转移到另外一个时间段不同的空间(即穿越到过去或未来),时光之旅在理论上是可行的,人类可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径。

为了实现时光旅行,霍金首先建议人们接纳时间作为第四维的观念。他举了一个非常简单的例子:当人们驾驶汽车时,向前直行和向后倒车是第一维,向左或向右转弯是第二维,在山路上爬坡和下坡是第三维,那么时间就是第四维。对于物理学家来说,时光隧道也许就是虫洞。

霍金说,虫洞就在我们周围,只是小到肉眼无法看见。宇宙万物都会出现小孔或裂缝,这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙,比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”,而虫洞就存在于“量子泡沫”中。

相对论诞生后,曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B,A在地球上,B乘火箭去做星际旅行,经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言,二人经历的时间不同,重逢时B将比A年轻。

许多人有疑问,认为A看B在运动,B看A也在运动,为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系,B要经历加速与减速过程,是变加速运动参考系,真正讨论起来非常复杂,因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。

如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了,只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节,有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是,无论在哪个参考系中,B都比A年轻。

十多年前,霍金曾经问过这样一个问题:假如时间旅行是可能的,为什么在我们周围至今尚未充斥着来自未来世界的时间旅行者呢?这个问题的潜台词是:时间旅行者没有来到我们周围,最有可能的原因是时间旅行在整个时间长河中——也就是永远——都没有实现过。

当然,霍金并没有把这样的问题当作是对时间机器的一个认真的理论诘难。不过,他的这个问题还是引起了一些物理学家的思考,并且他们找到了一种可能的回答:即我们目前所知的有可能实现时间旅行的理论模型,有一个很可能具有普适性的共同特点,那就是不允许时间旅行者回到时间机器存在之前的年代。

因此,假如公元2500年有人建造出了时间机器,那么时间旅行者只能访问公元2500年之后的年代,他们永远无法来到我们周围,更无法像一些科幻小说描绘的那样,回到史前时代去捕捉恐龙——那些历史已经或将要无可挽回地被时间长河所吞没,就像美国物理学家格林所说的:在时间机器建造成功之前的每一个年代,都将成为我们以及我们的子孙后代永远无法触及的历史。


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