淘客熙熙

主题:323-Sean Carroll:怎样科学地进行时间旅行? -- 万年看客

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家园 怎样科学地进行时间旅行?完

想象一下,画面上这两个球体是虫洞的两端——我没有画出虫洞本身,那是看不见的——你跳进这个球体,然后瞬间从另一个球体中跳出来。我在两个洞口旁边各自放了一个时钟,两者是同步的,你可以猜猜接下来会发生什么。我保持一个洞口静止不动,让它直接沿时间向未来前进,然后再把另一个洞口安上火箭,让它接近光速移动然后再停下。我们之前在狭义相对论当中讨论过,接近光速然后减速返回的虫洞洞口经历的时间较少,所以这边的时钟从12点走到12点10分,而对面静止洞口的时钟从12点走到了1点。但是穿过虫洞是瞬间过程,换句话说我可以从1点这边的洞口进去,从12点10分那边的洞口出来。所以我不仅在空间当中的旅行速度比起宇宙允许的速度更快,我在时间当中的旅行速度也比宇宙允许的速度更快,以至于可以回到过去拜访我自己。换句话说,如果你给我一个虫洞——我知道这个假设很牵强,姑且假设我在某个秘密科学实验室里造出了虫洞与移动虫洞的技术——我就可以建造时间机器。这是个好消息。坏消息是,在虫洞的两个开口之间存在着你无法控制的能量流动,这股能量源自量子波动。当你尝试将虫洞变成时间机器时,两个虫洞之间的流动能量将会不断增长,直到它变得如此之大,以至于将虫洞坍缩成黑洞。这一点不是定理,并非绝对严格地确立,但是许多深思熟虑这个问题的聪明人似乎都得出了这个结论。

所以不幸且有点尴尬的是,我没法回答“在广义相对论框架下我们能否建造时间机器”。我可以告诉你:第一,我们知道如何尝试;第二,我们的尝试似乎从未奏效,一切都会坍缩成黑洞,我们目前就只能做到这种程度。这似乎是宇宙给我们的暗示,不过有些人选择忽略。毕竟,如果你足够聪明,能够找到一种方法绕开宇宙的暗示,那么你将会赚到很多钱。但是底线在于,在广义相对论框架当中建造时间机器很容易想象,但是尝试起来将会遇到极大困难。我们不能证明你可以做到,也不能证明你做不到,我愿意打一赔一的赌:宇宙法则不允许我们建造时间机器,你不能回到过去杀死你那尚未相识的父母。但是我现在还无法证明我是对的,我们需要更加努力地理解现实世界的运作机制。最后总结三个要点:第一,即使时间旅行是可能的,时间悖论也不可能存在。因为悖论不是物理学问题而是逻辑问题。如果某件事发生了,那么它就发生了。你可以尝试通过量子力学或者其他什么东西来回避这一点,但如果在多元宇宙的某个地方某些事情真的发生了,那么在多元宇宙的那个地方那件事就确实发生了。第二,穿越时间就像穿越空间。无论是从相对平凡的意义上说——我可以通过在宇宙中采取不同的路径来经历不同的时间量——还是在更高级的意义上说——我可以弯曲空间,也可以弯曲时间,以至于形成时间循环。第三,根据爱因斯坦的时空理论,我可以构想一台时间机器。当然它不会是发光冒烟的大箱子。我可以坐上火箭沿着正确的轨迹出发,回来之后就回到了过去。然而根据当前的理论这样做似乎行不通,每次我们尝试时都会碰到这样或那样的问题。不过话又说回来,物理学家非常不擅长预测他们将来能想出什么。所以我希望如果我是错误的,来自未来的物理学家现在就走进来告诉我。谢谢大家。

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