时间旅行的主要原理是什么

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  什么是时间?它在滴答声中,一分一秒地流逝,一天一天地过去。那么时间旅行又是什么呢?它的原理是什么?

  主要原理

  “外祖父悖论”常被人拿来论证时间旅行不可能存在,但有些科学家则不这么认为。

  2014年6月24日,澳大利亚昆士兰大学的科学家首次使用两个光量子(光子)模拟了量子粒子在时间中的旅行并对其“一举一动”进行了研究,结果表明,至少在量子尺度上,时间旅行是可以实现的。研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。

  科学家们使用光子(光的单个粒子)来模拟回到过去的量子粒子并对其行为进行了研究。在实验中,他们对一个进行时间旅行的光子可能产生的两种结果进行了考察。第一种结果是:“1号光子”会通过虫洞进入过去并同以前的自己相互作用。第二种结果是:“2号光子”会在正常的时空内行进,但会通过虫洞同一颗卡在时间旅行环—封闭类时曲线(CTC,是物质粒子于时空中的一种世界线,其为“封闭”,亦即会返回起始点)内的光子相互作用。模拟“2号光子”的行为使“1号光子”的行为也能被研究,结果表明,时间旅行在量子尺度上可以实现。

  拓展

  虫洞

  虫洞就是五维空间。宇宙万物都会出现小孔或裂缝,这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙,比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”,而虫洞就存在于“量子泡沫”中。

  人类也许能够捕获某一个虫洞,将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过,但霍金警告说,不要利用时间机器回到过去,因为这将导致违反基本的因果论。

  黑洞

  爱因斯坦提出,世上应该存在让时间慢下来的地方,以及让时间加速的地方。时间在地球比在太空运行慢。造成这种影响的原因是地球的质量。爱因斯坦发现,物质会减缓时间运行速度,就像是河的下游一样。物体越重,对时间的阻力越大。这种惊人的事实为通向未来的时间旅行开启了大门。

  霍金认为,时空旅行的天然“交通工具”是黑洞。在银河系中心,拥有银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞,在自身引力作用下,它被压缩为一个点。距离这个超大质量黑洞越近,遭遇的引力就越强。一旦距离其过近,连光线都无法逃脱,会被吞噬。这样的超大质量黑洞对时间具有显著的影响,令其减缓的速度远远超过银河系中的任何物体。这使得它是台“天然的时间机器”。

  霍金想象宇宙飞船能充分利用这种现象。如果某个航天机构正在控制从地球发射的探测器,他们会发现绕轨道运行一圈的时间为16分钟。靠近超大质量黑洞,时间就会慢下来。在这里,引力影响远比地球引力极端。机组人员的时间将会减慢一半。对于原本每圈要耗费的16分钟,他们其实仅经历了8分钟。

  在广义相对论中,黑洞的事件视界无法被有限时间线上的任何一个观察者观测,其原因之一在于黑洞的属性,科学家提出了黑洞全息屏理论,虽然观察者无法在外部了解事件视界,但黑洞内部的却可能知道整个宇宙的命运。黑洞全息屏理论的结论看上去非常有趣,我们可以从中得出未来和过去的信息。劳伦斯伯克利国家实验室的恩格尔哈特教授认为黑洞的全息屏从某种意义上看是强引力场的局部边界,如果这是未来的全息屏,那么对应的黑洞,如果这是过去的全息屏,对应的是白洞。

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