健康百科知識(shí)_時(shí)間旅行可能嗎?
關(guān)于過(guò)去和未來(lái)旅行的故事長(zhǎng)期以來(lái)吸引了我們的想象力,但時(shí)間旅行是否可能的問(wèn)題是一個(gè)棘手的問(wèn)題,它直接關(guān)系到物理學(xué)家在使用"這個(gè)詞時(shí)的含義。"
現(xiàn)代物理學(xué)教導(dǎo)我們,時(shí)間是我們宇宙中最神秘的健康百科知識(shí)方面之一,盡管起初看起來(lái)很簡(jiǎn)單。愛(ài)因斯坦**改變了我們對(duì)這個(gè)概念的理解,但即使有了這個(gè)修訂后的理解,一些科學(xué)家仍然在思考時(shí)間是否實(shí)際存在,或者它是否僅僅是一個(gè)&?34;頑固持續(xù)的錯(cuò)覺(jué)&?34;(正如愛(ài)因斯坦一度所說(shuō)的那樣)。然而,無(wú)論何時(shí),物理學(xué)家(和小說(shuō)作家)都找到了一些有趣的方法來(lái)操縱它,以考慮以非正統(tǒng)的方式遍歷它。
時(shí)間與相對(duì)性
雖然在H.G.Wells'時(shí)間機(jī)器(1895)中引用過(guò),但實(shí)際的時(shí)間旅行科學(xué)并沒(méi)有'直到二十世紀(jì)才出現(xiàn),作為阿爾伯特的副作用愛(ài)因斯坦'廣義相對(duì)論(1915年發(fā)展)。相對(duì)論根據(jù)四維空間時(shí)間描述了宇宙的物理結(jié)構(gòu),其中包括三個(gè)空間維度(上/下,左/右和前/后)以及一個(gè)時(shí)間維度。在這個(gè)理論下,上個(gè)世紀(jì)已經(jīng)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明,重力是這個(gè)時(shí)空響應(yīng)物質(zhì)存在而彎曲的結(jié)果。換句話說(shuō),給定某種物質(zhì)配置,宇宙的實(shí)際時(shí)空結(jié)構(gòu)可以以重要的方式改變。
相對(duì)論的一個(gè)驚人后果是,運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致時(shí)間流逝的方式不同,這一過(guò)程稱(chēng)為時(shí)間擴(kuò)張。這在經(jīng)典的雙胞胎悖論中最為顯著。在這種方法"時(shí)間旅行,"您可以進(jìn)入未來(lái)的faster比正常,但有'這并不是真的回歸。(有'這是一個(gè)輕微的例外,但在本文后面會(huì)有更多。)
早期旅行
1937年,蘇格蘭物理學(xué)家W.J.van Stockum首先應(yīng)用廣義相對(duì)論,為時(shí)間旅行打開(kāi)了大門(mén)。通過(guò)將廣義相對(duì)方程應(yīng)用于具有無(wú)限長(zhǎng),極其密集的旋轉(zhuǎn)圓柱體(類(lèi)似于無(wú)窮無(wú)盡的理發(fā)店桿)的情況。這種大塊物體的旋轉(zhuǎn)實(shí)際上產(chǎn)生了一種稱(chēng)為"幀拖動(dòng)"的現(xiàn)象,即它實(shí)際上與它一起拖動(dòng)空間時(shí)間。Van Stockum發(fā)現(xiàn),在這種情況下,您可以在4維空間時(shí)間中創(chuàng)建一條路徑,該路徑在同一點(diǎn)開(kāi)始和結(jié)束-稱(chēng)為閉合時(shí)間樣曲線-這是允許時(shí)間旅行的物理結(jié)果。您可以在太空船上出發(fā),走一條路徑,讓您回到開(kāi)始時(shí)的完全相同時(shí)刻。
雖然這是一個(gè)有趣的結(jié)果,但這是一個(gè)相當(dāng)人為的情況,因此并沒(méi)有太多關(guān)注它的發(fā)生。然而,一種新的解釋即將出現(xiàn),這更具爭(zhēng)議性。
1949年,數(shù)學(xué)家Kurt Godel-愛(ài)因斯坦的朋友's和普林斯頓大學(xué)的同事's**研究所-決定解決整個(gè)宇宙旋轉(zhuǎn)的情況。在Godel's解中,如果宇宙在旋轉(zhuǎn),方程實(shí)際上允許時(shí)間旅行。旋轉(zhuǎn)的宇宙本身可以作為時(shí)間機(jī)器。
現(xiàn)在,如果宇宙在旋轉(zhuǎn),就有辦法檢測(cè)它(例如,如果整個(gè)宇宙在旋轉(zhuǎn),光束會(huì)彎曲),到目前為止,證據(jù)絕大多數(shù)是強(qiáng)有力的,沒(méi)有任何普遍的旋轉(zhuǎn)。所以再一次,這組特定的結(jié)果排除了時(shí)間旅行。但事實(shí)是宇宙中的事物做旋轉(zhuǎn),這再次打開(kāi)了可能性。
時(shí)間旅行和黑洞
1963年,新西蘭數(shù)學(xué)家羅伊·克爾(Roy Kerr)利用場(chǎng)方程分析了一個(gè)稱(chēng)為克爾黑洞的旋轉(zhuǎn)黑洞,發(fā)現(xiàn)結(jié)果允許一條路徑穿過(guò)黑洞中的蠕蟲(chóng),錯(cuò)過(guò)了中心的奇點(diǎn),并使它成為另一端。正如理論物理學(xué)家基普索恩多年后所意識(shí)到的那樣,這種情況也允許封閉的時(shí)間曲線。
在20世紀(jì)80年代早期,當(dāng)卡爾·薩根(Carl Sagan)研究他1985年的小說(shuō)Contact時(shí),他向基普·索恩(Kip Thorne)提出了一個(gè)關(guān)于時(shí)間旅行物理學(xué)的問(wèn)題,這激發(fā)了索恩(Thorne)研究使用黑洞作為時(shí)間旅行的手段。Thorne與物理學(xué)家Sung-Won Kim一起意識(shí)到,你(理論上)可以有一個(gè)帶有蠕蟲(chóng)的黑洞,將它連接到由某種形式的負(fù)能量打開(kāi)的另一個(gè)空間點(diǎn)。
但僅僅因?yàn)槟阌幸粋€(gè)wormhole并不意味著你有一個(gè)時(shí)間機(jī)器?,F(xiàn)在,讓's假設(shè)你可以移動(dòng)蠕蟲(chóng)的一端("可移動(dòng)的末端)。您將可移動(dòng)端放置在太空船上,以接近光速的速度將其射出太空。時(shí)間擴(kuò)張開(kāi)始,并且可移動(dòng)端經(jīng)歷的時(shí)間遠(yuǎn)小于固定端經(jīng)歷的時(shí)間。讓'假設(shè)你將可移動(dòng)的末端移動(dòng)到地球的未來(lái)5000年,但可移動(dòng)的末端只有"年齡"5年。所以你離開(kāi)公元2010年,說(shuō),并到達(dá)公元7010年。
然而,如果你穿過(guò)可移動(dòng)的末端,你實(shí)際上會(huì)在2015年廣告中彈出固定末端(因?yàn)?年已經(jīng)過(guò)去了地球)。什么健康百科知識(shí)?這是如何工作的?
嗯,事實(shí)是蠕蟲(chóng)的兩端是相連的。無(wú)論它們相距多遠(yuǎn),在太空中,它們'仍然基本上"接近"彼此。由于可移動(dòng)端只是fiv比離開(kāi)它大幾年,通過(guò)它會(huì)把你送回固定蠕蟲(chóng)上的相關(guān)點(diǎn)。如果有人從公元2015年開(kāi)始穿過(guò)固定的蠕蟲(chóng),他們'd在公元7010年從可移動(dòng)的蠕蟲(chóng)中出來(lái)。(如果有人在2012年公元穿過(guò)wormhole,他們最終會(huì)在旅行中間的某個(gè)地方停留在太空船上,依此類(lèi)推。)
雖然這是對(duì)時(shí)間機(jī)器最物理上合理的描述,但仍然存在問(wèn)題。沒(méi)有人知道是否存在蠕蟲(chóng)或負(fù)能量,也不知道如果它們確實(shí)存在,如何以這種方式將它們放在一起。但(理論上)是可能的。
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