時間旅行是人類除了“永生”之外的最大夢想。
而時間旅行又可以分為兩個截然不同的部分,一是前往未來,一是回到過去。想要前往未來,是為了能夠親身感受科學(xué)發(fā)展給世界帶來的變化,也有人想要借助未來科學(xué)的高度發(fā)展實現(xiàn)自己的“永生”之夢。
雖然人類現(xiàn)在距離時間旅行的實現(xiàn)還非常遙遠(yuǎn),但在理論上,前往未來是完全有可能實現(xiàn)的,至少沒有任何理論上的障礙。根據(jù)狹義相對論和廣義相對論中所描述的時間膨脹效應(yīng),不同個體的時間流逝速度是不同的,而造成這種差異的原因主要在于兩個方面,一是速度,二是引力。物體的運動速度越快,其時間流逝就越慢,物體所受的引力越大,
廣義相對論中所描述的時間膨脹效應(yīng)已經(jīng)在現(xiàn)實中得到了廣泛的應(yīng)用。
比如GPS衛(wèi)星,由于其處于運動之中,所以其時間流逝速度要慢于地球表面的時間流逝速度,而其遠(yuǎn)離引力源,所以時間流逝速度又會比地球表面快,因此就必須要對GPS衛(wèi)星進(jìn)行時間校準(zhǔn),否則我們所看到的定位所顯示的位置就會差之毫厘謬以千里。
利用相對論效應(yīng),只要我們能夠提高移動速度,那么就能夠使自身的時間流逝變得緩慢,當(dāng)達(dá)到一定速度之后,我們繞行地球幾個小時,地球上就已經(jīng)經(jīng)過了幾十年乃至上百年,我們也就實現(xiàn)了前往未來的夢想。當(dāng)然,要提高移動速度必須要期望于未來輻射動力火箭和曲率驅(qū)動飛船的發(fā)明,而這兩個東西還僅停留在科幻的層面,所以時間旅行對于我們來說還很遙遠(yuǎn)。
既然前往未來可以實現(xiàn),那么回到過去是否也能夠?qū)崿F(xiàn)呢?
與前往未來不同,回到過去在物理學(xué)上面臨著諸多的障礙,所以要想找到突破口,就必須要轉(zhuǎn)變思路從數(shù)學(xué)入手。在數(shù)學(xué)中并不涉及到實際的物理問題,所以困難就會迎刃而解。按照相對論的時間膨脹效應(yīng),速度的增加會使物體的時間流逝速度變慢,那么如果速度達(dá)到了光速呢?那么顯然時間就會停止。
那么如果速度超越了光速呢?我們可以很簡單的在時間膨脹公式之中輸入一個大于光速的值,于是我們就會得到一個顯示為負(fù)時間的結(jié)果。負(fù)時間代表著什么?如果將這個結(jié)果拿到現(xiàn)實世界之中,那么這就完全可以被解釋為時光倒流。不過這種解釋在現(xiàn)實之中是沒有意義的,因為在現(xiàn)實的物理世界,任何有質(zhì)量的物體都不可能達(dá)到光速,更不可能超越光速。
雖然能夠在數(shù)學(xué)上為“回到過去”找到理論上的突破口,但卻無法應(yīng)用于現(xiàn)實的物理世界。
所以要回到過去只能另辟蹊徑,此時蟲洞便映入了我們的眼簾。其實,蟲洞同樣不是存在于現(xiàn)實物理世界中的事物,至少至今為止我們未能發(fā)現(xiàn)它。蟲洞的出現(xiàn)完全是引力場方程求解的結(jié)果。雖然如此,但在現(xiàn)實的物理世界也并沒有什么能夠阻止蟲洞的存在,所以“回到過去”似乎是一件很簡單的事情,只要找到蟲洞就可以了。
不過回到過去同樣面臨著一個理論障礙,理論上可行的事物在現(xiàn)實中未必存在,而理論上不可行的事物則一定不會在現(xiàn)實中存在?!盎氐竭^去”所面臨的最大理論障礙就是“外祖母悖論”了。這個悖論很簡單,就是說如果我們穿越到過去殺死了自己的外祖母,那么我們的母親就不會出生,我們自己也就不會出生,那我們又如何能夠回到過去殺死外祖母呢?
“外祖母悖論”是橫在“回到過去”面前的一道屏障,要打破這道屏障,我們需要引入平行宇宙的概念。
根據(jù)量子力學(xué)中的“多世界詮釋”理論,我們的每一個動作都可以理解為一個平行宇宙的創(chuàng)造過程。比如我們喝水,那么就會創(chuàng)造出一個平行宇宙,在那個宇宙之中,我們并沒有喝水。同樣的,當(dāng)我們回到過去殺死了自己的外祖母,那么也只是創(chuàng)造了一個新的平行宇宙,在新的宇宙中,外祖母被殺死了,我們的母親和我們自己都并不存在,而這并不影響我們在自己的宇宙中客觀存在著。
不過平行宇宙理論本身也只是一種猜想,而“多世界詮釋”也并非量子力學(xué)的主流學(xué)派,所以“回到過去”到底能否實現(xiàn),還是一個謎。
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