通過Unsplash的Djim Loic
時間旅行的概念總是吸引了物理學家和非專業人士的想象力。但它真的可能嗎？當然如此。我們現在正在做，不是嗎？我們都是一次一個地走向未來。
但那不是你想的。我們可以走得更遠嗎？絕對。如果我們可以接近光速，或者在黑洞附近旅行，時間會減慢，使我們可以任意遠行到未來。真正有趣的問題是我們是否可以回到過去。
我是達特茅斯馬薩諸塞大學的物理學教授，第一次聽說我7歲的時間旅行的概念，1980年卡爾薩根的經典電視劇“ 宇宙”。我當時決定，有一天，我我們將繼續深入研究這種創造性和卓越理念的理論：愛因斯坦的相對論。二十年後，我出現了博士學位。在該領域，從那時起一直是該理論的積極研究者。
現在，我的一位博士生剛剛 在“古典與量子引力”雜誌上發表了一篇論文，描述瞭如何使用一種非常簡單的結構來構建時間機器。
封閉的時間曲線
愛因斯坦的廣義相對論允許將時間扭曲到如此高的程度，使其實際上摺疊在自身上，從而產生時間循環。想象一下，你正沿著這個循環旅行; 這意味著在某個時刻，你最終會在過去的某個時刻結束並開始經歷同樣的時刻，一遍又一遍 - 有點像似曾相識，除非你不會意識到這一點。這些結構在研究文獻中通常被稱為“閉合時間曲線”或CTC，並且通常被稱為“時間機器”。時間機器是有效的快於光的旅行方案的副產品並且理解它們可以改善我們對宇宙如何運作的理解。
在這裡我們看到一個時間循環。綠色顯示通過蟲洞的短途。紅色顯示了正常空間的長途。由於綠色路徑上的旅行時間與紅色相比可能非常小，因此蟲洞可以允許時間旅行 - 圖片來源：Panzi via Wikimedia Commons由Universal-Sci編輯
在過去的幾十年裡，像Kip Thorne 和 Stephen Hawking這樣的著名物理學家 就與時間機器相關的模型進行了開創性的工作。
以前的研究得出的一般結論，包括索恩和霍金，都是自然禁止時間循環。霍金的“ 年代保護猜想 ” 可能最好地解釋了這一點，它基本上說大自然不允許改變其過去的歷史，從而使我們免於時間旅行可能出現的悖論。
也許這些由於時間旅行而出現的悖論中最為人所知的是所謂的“祖父悖論”，其中旅行者回到過去謀殺他自己的祖父。這以一種矛盾出現的方式改變了歷史進程：旅行者從未出生，因此不可能存在。基於時間旅行產生的悖論，有許多電影和小說情節 - 也許一些最受歡迎的是“ 回到未來 ”電影和“ 土撥鼠日”。
異國情調
根據細節，可以介入不同的物理現象，以防止在物理系統中形成封閉的時間曲線。最常見的是需要存在特定類型的“奇異”物質，以便存在時間循環。鬆散地說，奇異物質是具有負質量的物質。問題是在自然界中不存在負質量。
馬薩諸塞州達特茅斯大學的博士生Caroline Mallary 在“ 古典與量子引力 ”雜誌上 發表了一種新的時間機器 模型。這種新型號不需要任何負質量特殊材料，並提供非常簡單的設計。
馬拉里的模型由兩輛超長車組成 - 這些車由非奇特的材料製成，並且具有正向質量 - 並行停放。一輛車快速向前移動，另一輛車停在那裡。Mallary能夠證明，在這樣的設置中，可以在汽車之間的空間中找到時間循環。
你可以在你的後院建造這個嗎？
如果您懷疑有捕獲物，那麼您是對的。Mallary的模型要求每輛車的中心具有無限密度。這意味著它們包含具有無限密度，溫度和壓力的物體 - 稱為奇點。此外，與黑洞內部存在的奇點不同，這使得它們完全無法從外部進入，Mallary模型中的奇點完全是裸露的和可觀察的，因此具有真實的物理效果。
物理學家也不希望這些奇特的物體存在於自然界中。所以，不幸的是，時間機器不會很快就可用。然而，這項工作表明，物理學家可能不得不改進他們關於為什麼禁止關閉時間曲線的想法。
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