时空穿越在故事中菜有,如果人类想要实现要有技术呢?

如题所述

时空旅行:万事俱备,只欠东风

霍金的看法,其实跟爱因斯坦是针锋相对的。

爱因斯坦认为,时空旅行不可能。在相对论当中,速度越快,时间过得越慢。只有当一个人的速度超过了光速,他才能逆转时间,回到过去。

而任何一个有质量的物体,想要加到光速几乎都是不可能的,更别说超越光速了。所以爱因斯坦在 100 多年前,就给时空旅行的想法判了死刑。

但是霍金觉得这可未必,而且实现这个梦想的方式不止一种,起码有两种。

一种是“新能源”加速,另一种就是构造虫洞。

所谓的新能源,是一种叫做“宇宙弦”(cosmic string)的东西。

一些科学家认为,从炙热的宇宙大爆炸发展到今天,宇宙中形成了一些时空的“裂缝”,它们像水冻成冰的时候,不同的部分可以朝着不同的方向去冻结,就像家里装修从两头往中间铺瓷砖,铺到中间总有不合适的地方,所以就会产生裂缝。

这些裂缝是一维的,只有长度,没有宽和高,像一根细细的琴弦,所以叫宇宙弦。

这些弦内部的张力是我们无法想象的,就像拉伸橡皮筋儿的时候,皮筋内部的张力。霍金说,宇宙弦内部的张力,可以达到10 万亿亿亿吨的量级,1 的后面 29个 0。

如果把太阳像弹珠一样放在宇宙弦的弹弓上,发射出去,整个太阳从 0 加到时速 100 公里,只需要 0.03 秒。所以如果人类未来可以利用宇宙弦的话,是有可能达到极高的速度,穿越回过去的。

但是这套做法看上去还是有点没边儿,感觉离实际应用还很远。所以除了加速之外,还有一种办法,就是缩短路径,把遥远的时空“掰弯”,然后通过一个管道穿越回去,比方说“虫洞”。

简单地说,虫洞就是“黑洞+白洞”。黑洞往里吞东西,白洞往外吐东西,可以类比成一正一反的两个漏斗,把漏斗的尖儿对起来,这样黑洞进,白洞出,就从一个时空到了另一个。

科学家到现在也还没有发现虫洞,凭什么说这么做就是可行的?

因为“构造”虫洞有一个条件,就是“能量密度为负”,而这个条件人类已经通过实验给做出来了,这个经典的物理学实验所产生的效应,叫卡西米尔效应(Casimir effect)。

一个叫卡西米尔的科学家,拿两块金属板放在真空里,挨得特别近,几乎都要贴上了。

就这么普普通通放着的两块板子,也没有通电,它俩会自己往一块儿吸引,越挨越近。这就是卡西米尔效应。

如果两板之间的距离只有 10 纳米,卡西米尔效应可以产生 1 个标准大气压的压强(注意金属板周围并没有空气)。

为什么会出现这种现象?因为真空里不是空的,充满了虚粒子对,它们即生即灭,在两个金属板外面的真空里,各种各样的虚粒子对都有,它们有着不同的波长和频率;而在两个金属板之间的窄缝里,只有某些波长的粒子对出现。所以外面多里面少,金属板就会受到“往中间挤”的压力,越挨越近。

这个实验证明了,看不见摸不着的虚粒子对真实存在,而且证明了,“小尺度”的负能量密度是可以实现的。因为金属板外侧大片真空的区域,能量密度为 0,还能把板子往里挤,所以两板之间的缝隙,能量密度一定就是负的。

这就说明构造虫洞的条件有了。但是怎样通过“负能量”(negative energy),打造一个能让人钻过去的“大尺度”虫洞?这是未来要解决的问题。

在书里,霍金说有一件事儿也让他很困惑:既然虫洞是有可能出现的,为什么我们却没有见到一个从未来“穿越”回到今天的人呢?

霍金说这事儿只能猜了,一个可能的原因就是:从未来穿越回到的地方,可能还是未来。一个公元 3000 年进入虫洞的人,他回到了 2500 年,跟 2018 年没什么关系。因为可能只有到了那时候,时空穿梭的条件才是成熟的。

而且时空穿梭还有一大堆的悖论没有解决。比如一个人坐上超级火箭穿越回到过去,他回到了火箭发射之前,杀死了自己,阻止火箭发射升空,这还怎么搞?甚至你穿越回自己出生之前,杀死了爹妈,怎么破?

有两种解决办法:

一种观点认为,我们的宇宙有一种时序保护机制(Chronology Protection Conjecture),历史是连续的图景,不能被肆意破坏。

另一种观点更疯狂一些,你穿越虫洞,回到的不是“我们这个宇宙”的历史,而是回到了另一个宇宙的历史,也就是穿梭在“多重宇宙”之间。

可爱的霍金还“亲手”做过一个实验,2009年的时候,他在剑桥办了一个party,邀请时间旅行者们来观看一部关于时间旅行的电影。为了“保证”现场只有时间旅行者参加,所以他事先并没有发出邀请函,直到 party 结束才把邀请发了出去。

在举办party的那一天,他坐在学校里等着,结果一个人都没来。霍金很失望,但他一点儿也不觉得奇怪,因为他证明了:如果爱因斯坦的广义相对论是正确的,在能量密度为正的地方,时间旅行就是不可能的。

你看,大物理学家也有这么顽皮的一面。

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第1个回答  2021-03-04
我觉得穿越时空基本不可能,无论有怎样的技术都无法实现,因为时光不会倒退。
第2个回答  2021-03-03
超光速技术。因为根据相对论,速度超越光速才能实现时光倒流,所以人类要有超光速技术。
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