如何创建一台时光机?物理学家揭示当前最有希望的想法

时空旅行可能听起来好象是科幻大片中的奇幻飞行,但一些物理学家认为它真的有可能。英国广播公司BBC地平线纪录片采访了数位物理学家,为我们展示了当前把科幻变为现实的一些最有希望的想法。

受人尊敬的罗恩马利特有一个梦想:他想要在时光中旅行。罗恩马利特是康涅狄格大学的物理学教授。他发明了一种装置,用来展示他认为的可以用来制造时光机的原理。

如何创建一台时光机?物理学家揭示当前最有希望的想法

罗恩马力特的发明,展示时光机原理

他把自己描述为一个充满激情的普通人,而他的大部分时间是想要建造一台时光机,他解释说,他的激情可以追溯到他少年时的悲惨事件。

马力特的父亲,一个重度吸烟者,在33岁时死于心脏病,当时马利特才10岁。那时候他看了一本书对他影响颇深,英国作家赫伯特·乔治·威尔斯创作的《时间机器》,书中说:科学家们非常清楚,时间只是一种空间,我们可以在时间中前进和后退,就像我们可以在太空一样。 马力特教授回忆当时的想法:“如果我能建立一台时间机器,那么我可以回到过去,再次见到我的父亲,也许可以挽救他的生命并改变一切。”

如何创建一台时光机?物理学家揭示当前最有希望的想法

根据小说《时间机器》改编的电影

时间旅行可能听起来不靠谱,但科学家们正在努力探索一些可能让马力特梦想成真的宇宙的奥秘。

阿尔伯特爱因斯坦认为空间的三个维度与时间有关 ,时间是第四个维度。他把这个系统称为时空,它也是我们今天使用的宇宙模型。但爱因斯坦也认为有可能发生时空扭曲,产生一座“桥梁”。这种现象称为虫洞,它可以看作是一个隧道,隧道两端在时空中通往不同的点。

虫洞可能在宇宙中自然存在; 实际上俄罗斯的科学家们正试图用射电望远镜探测它们。但是使用虫洞进行时间旅行绝不简单。

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虫洞可以被认为是一种连接时空中不同点的隧道

即使是最近的虫洞,可能也距离我们很多光年。即便你能够到达那里然后成功的穿过虫洞幸存下来,也无法保证你最终会在哪里。但是一些物理学家推测我们可能会在未来的某个时刻能够定制虫洞,虽然我们目前并不知道如何去做。物理学还预测虫洞会有坍塌崩溃的特性,破坏它们内部的任何东西。如果时光机确实需要利用虫洞实现,我们必须找到一种方法来阻止虫洞坍塌。

暗能量的神秘现象可能提供解决方案。20世纪90年代,天文学家发现宇宙的扩张正在加速,而不是像预期的那样放缓。澳大利亚昆士兰大学的宇宙学家,塔玛拉·戴维斯教授说,“有一些东西有'反重力'效应 - 它正在排斥而不是吸引力。我们不知道那是什么,但它构成了宇宙的大部分。我们称之为暗能量,”

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戴维斯教授正在澳大利亚新南威尔士州使用英澳望远镜来揭示暗能量的本质

如果虫洞的“嘴”可以张开保持足够长的时间,以允许某些东西穿过它,那么虫洞就适用于时间旅行。这需要一种在日常生活中并不存在的叫做负能量的东西。

而渗透到宇宙中的暗能量恰恰符合要求 ,如果我们能够弄清楚它是什么,我们或许能够支撑起一个足够长的虫洞。

戴维斯教授说:“我们不知道我们是否能够制造一个虫洞,也不知道我们的能力之内技术上是否可行......,但是谁知道未来的人类文明将会做什么。技术进步如此迅速,也许空间和时间本身都可以由我们控制。

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罗恩马力特已经为一台真正的时间机器制定了计划,他的概念灵感来自于他12岁时读到的关于阿尔伯特爱因斯坦方程式的书。

他已经发明了一种装置,描述了他认为可用于构建真正的工作时间机器的原则。首先,激光用于产生循环光束,这种“环形激光器”内部的空间应该变得扭曲,就像搅拌一杯咖啡一样。由于空间和时间密切相关,因此翘曲空间也应该扭曲时间。马力特教授的理论工作表明,如果在足够小的空间内有足够的激光强度,那么应该可以改变我们所居住的正常线性时间线。

“如果空间被足够强地扭曲,这条线性时间线将被扭曲成一个循环。如果时间突然被扭曲成一个环,这将允许我们回到过去,”罗恩马力特说。

然而为了使其发挥作用,这个模型需要大量的能量和一种将一切缩小到微观尺度的方法。但是一旦我们有了时间机器,想要成功使用它需要详细了解时间本身。普遍接受的观点是,宇宙是一个不变的时空“区块”,这个想法直接来自爱因斯坦方程式。

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爱因斯坦的方程式之后,才有了宇宙的区块理论

“这个模型的重要之处在于,过去,现在和未来都是同样真实的。因此,你可以想象所有曾经存在过的东西,确实存在或将会存在于时空中,” 澳大利亚悉尼大学时间研究中心主任克里斯蒂·米勒博士说

“恐龙在过去的某个地方做着恐龙的事情,我们现在都在这里,所有的未来都在时空的某个地方。”

这对于时间旅行者来说是个好消息,因为它表明没有什么可以阻止我们用现在的时空位置和其他的时空位置交换。但是重要的是,它也意味着过去,现在和未来都已经写好了,所以如果我们要回到过去,我们就无法改变它。举一个经常引用的例子,我们不能够杀死某人的祖父母,以使得他们的后代将来不再存在。

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Lee Smolin教授认为时光旅行可能性不大

区块模型将我们日常的时间概念视为一种幻觉,一种人类将现实合理化的方式。但也有不同声音,Lee Smolin教授不同意这一观点。他认为,时间的流逝是一个真实而根本的现象,而并非人类创造的幻觉,时间旅行可能是不可能的。

他的同事尼尔妥洛克教授则认为,量子物理学这个奇怪的世界对于回答这个问题至关重要。量子物理学目前只应用在非常小的领域,并且打破了教科书中的经典物理学法则。例如,在量子世界中,粒子可能同时存在于许多地方。在量子物理学中没有什么是不可能的 ,例如粒子穿过墙壁,所以我们可以回到过去。

“时间旅行仍然是一个遥远的希望,因为目前确实没有任何人可以合理地解释时间倒退”。但他补充说:“永远不要说永远,因为也许聪明人将会来告诉你如何打破现有规则。”

亲爱的读者?您认为时光旅行可以实现吗?


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