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時間旅行的悖論!我們無法造出時空穿梭機!是時候該醒醒了!

由 科普Room 發表于 攝影2023-01-23
簡介如果你把技術帶過來,說不定時間旅行就能提早實現,而你也不會是第一個穿越回來的人,甚至你都不一定會出現

時間和時空有什麼區別

已經2023年了,時間旅行怎麼還沒有出現呢?是我們的科技發展太過落後?還是我們的想象力太過超前?我們這一代還有機會看到時間機器的誕生嗎?

最近諾獎得主喬治·斯穆特分享了部分相關研究的進展,很不幸的,我們實現時間旅行還有很長的路要走

。但如果它真的實現了,我們現在的時間還有意義嗎?

時間旅行的悖論!我們無法造出時空穿梭機!是時候該醒醒了!

時間穿梭悖論

假設你是一位多年之後出生的幸運兒,可以駕駛時間機器前往各個時間,你是否會提早回到2023年,將未來先進的技術帶來2023年呢?如果你把技術帶過來,說不定時間旅行就能提早實現,而你也不會是第一個穿越回來的人,甚至你都不一定會出現。那麼時間旅行的機器還會出現嗎?

這就如同我們熟知的“

祖父悖論

”,在

1943年法國科幻作者赫內·巴赫札維勒所著的小說《不小心的旅遊者》描述的那樣:一位時間旅行者穿梭回自己父親出生前,將自己的祖父殺死。

祖父的英年早逝使得穿越者的父親未能降生,自然也就不會有穿越者出現在這個世界上。那麼也就不會有他自己穿越回去殺掉自己的祖父。至此,

悖論產生了:他到底有沒有殺掉他的祖父?這個世界到底有他的存在嗎?

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時間管理局

之所以這樣的悖論目前尚未出現,會不會是因為有一個神秘的時間管理機構?管理著這群時間穿梭者,規範他們的行為,讓他們不會對我們的正常生活造成實質性改變?

這樣的“

時間管理局

”在文學影視作品是個很不錯的題材,但是經不起邏輯上的推敲:如果真的有時間管理局,他們又是如何運作的?他們又該如何評判哪些行為是“真實的歷史”,哪些行為是“不應該存在”的舉動呢?如果他們出錯了,人類歷史會被改寫嗎?更基本的問題是,誰會來出資支援這樣的部門運作呢?管理者是否會存在私心,將歷史引向有利於自己的方面呢?

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種種思考都會讓我們明白:最大的可能是

世界上無法造出時間旅行的機器

真的無法造出來嗎?科學家們就沒有為止努力,或者做出嘗試嗎?當然不是,科學家們在這一方向上進行了大量的探索和研究。

1940年,來自奧地利的邏輯學家、數學家、哲學家庫爾特·哥德爾移居美國,任職於普林斯頓高等研究院

。在這裡他認識了愛因斯坦,並且成為了很好的朋友,在學術上兩人也有著密切的配合。

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愛因斯坦1915年在廣義相對論中定量描述引力、時空和物質的統一性的方程,等式左邊表達時空彎曲的情況,右邊則表達物質及其運動。該方程把時間、空間、物質、運動四個自然界最基本的物理量聯絡了起來,

是一個非常重要的方程。但它是個二階非線性偏微分方程組,想要找到這個方程的解非常苦難。

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而哥德爾就找到了愛因斯坦場方程的一個解,透過這組解,我們可以得出結論:

如果宇宙是旋轉的,那麼它會長生封閉類時曲線,它的軌跡可以在時間上轉彎,回到過去

這無疑預示著時間旅行的可能性,為此,眾多科學團隊前赴後繼投身到該研究中去。包括本文開篇提到的諾獎得主喬治·斯穆特,他所帶領的團隊經過長期觀察發現:

宇宙幾乎沒有發生旋轉!在整個宇宙生涯,它的旋轉不超過四分之一圈

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這樣的結果是令人沮喪的。但這樣的結果尚不足以證實該哥德爾預言的失敗。有可能是宇宙真的沒有旋轉,也有可能是我們目前所掌握的觀測手段和能力尚不足以發現它旋轉的跡象。

空間沿著平面展開,而時間則沿著垂直方向發展,在該系統中,沒有出現任何閉環

。” 喬治·斯穆特這樣說,“

因此時間旅行極不可能發生

!”

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當然,科學家們從不會輕易把話說死,我們還是有機會的,只是條件有些高:找到有效質量為負的材料、違反廣義相對論中的強等效原理、找到時空中的巨大缺陷、找到大麴率物體。

曲率驅動器

一位

來自墨西哥的科學家亨克伯裡發明了一個滿足廣義相對論的驅動器,但這個驅動器尚處在理論階段,因為它的運作需要大量能量。該驅動器的原理就是把空間集中起來,運動的物體向前移動時就可以穿越大量空間,然後再把剛剛集合的空間放回原處,就實現了時間穿越

舉個更形象的例子:一名運動員進行百米跑步,他很難在10秒內跑完從起點到終點的距離。如果我們把跑道空間壓縮到50米,那對於這名運動員來說,只需要在10秒之內跑完50米就可以了,這項挑戰就很輕鬆了。

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假設他7秒就完成了這項挑戰,此時我們把之前摺疊的跑到空間重新釋放回100米長,此時,這名運動員又出現在了跑道上50米的位置,他算不算回到了過去的一個時間點呢?這在某種意義上的算不算時時間穿越呢?

如果我們把運動員換成一艘飛船,把跑道放大到太空中,這艘飛船追著一束光前進,它的速度已經十分接近光速了,但仍然趕不上光的速度。此時我們把它面前的空間進行壓縮一倍,在同樣的時間內,它前進了原來兩倍的距離,終於超過了那束光的傳播距離,那這算不算超越光速呢?

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曲率飛船

這就是傳說中的可以超越光速的“曲率飛船”。

在著名科幻小說《三體》中,作者劉慈欣就有類似的描寫,女主角程心就是駕駛著人類唯一一架曲率飛船逃離了被二維化的太陽系,走向了宇宙深處。

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有人可能回反駁:你這不講武德啊!憑什麼只有你的空間被壓縮,光的傳播卻還要沿著原來的距離前進呢?

製造曲率泡

其實,相較於這點疑問,我們更應該質疑的是:我們如何把空間集中起來?這需要消耗巨大的能量。

按照推算,即便是把整個地球的質量都轉化為能量,都還不夠!人類至少要進化到宇宙二級文明,能夠自由利用恆星資源,才能實現一架曲率飛船所需的能量

美國NASA曲率專家懷特聲稱他們根據卡西米爾效應,製作了一個一奈米的曲率泡。

雖然這一尺度距離我們所需的還相距甚遠,但從科研角度上看這已經是不小的進步了。

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綜合以上的分析,我們可以看出:人類目前所處的空間並未出現時空旅行者,這不是因為有人管理,而是在有限的尺度範圍內,我們尚無法實現時光穿梭。不過,科學家們仍未放棄該方向的探索,超光速飛行也好,曲率飛船也罷,都還是人們研究的重點。

在這個階段內,我們世界的發展還是井井有條、一切都還井井有條。我們要做的就是坦然接受這一點,不論未來怎樣,我們都要把握當下。

作者:方驥           交稿:川川