时间旅行:可望而不可及的科学梦想
时间旅行:可望而不可及的科学梦想
时间旅行,这个充满科幻色彩的概念,一直以来都是科学家和公众热议的话题。近日,英国《每日电讯报》报道以色列工学院教授阿莫斯·奥里成功制造了一个时光机器的理论模型,再次引发人们对时间旅行可能性的讨论。本文将从物理学的角度,探讨时间旅行的理论基础、相关发现以及面临的挑战。
时间旅行的理论依据
时间旅行的可能性在理论物理研究领域,一直很严肃地被探讨着。
众所周知,迄今为止人类在空间与时间上获得的自由度是很不相同的。我们可以沿空间各方向自由地运动,却无法随意地驾驭时间。时间就像一条漫漫长河,世间万物仿佛是河里的漂浮物,只能随波逐流。在牛顿的绝对时空观里,时间旅行不具有理论基础,它的存在只是一种幻想。
但是狭义相对论的提出,对牛顿的绝对时空观产生了一次重大变革。狭义相对论中,时间不再是绝对的概念,这已经被物理实验所证实。然而,由此产生的著名时间延缓效应,并不意味着为时间旅行开启了理论依据。
在狭义相对论诞生10年后,爱因斯坦提出了广义相对论。广义相对论表明,时空在引力作用下会发生弯曲,"未来"的方向也会受到物质相互作用和运动的影响。这一理论得到了多个实验验证,如水星近日点进动、光子频率红移等。
与时间旅行相关的理论发现
1949年,逻辑学家哥德尔在广义相对论中发现了一个描述整体旋转宇宙的解,其中存在闭合类时曲线,理论上可以实现时间旅行。但哥德尔宇宙不符合我们所观测到的宇宙特征。
1991年,普林斯顿大学的高特发现两条无限长平行宇宙弦以接近光速运动时,也会形成闭合类时曲线。虽然这一发现推进了理论可能性,但无限长物质分布在现实中无法实现。
1988年,加州理工学院的索恩等人发现虫洞不仅可用于空间旅行,还可以作为时间旅行工具。通过让虫洞出入口以接近光速运动,可以将其转变为时光机器。
最近,以色列工学院教授阿莫斯·奥里提出了一种时光机器理论模型,基于爱因斯坦关于时空会被引力扭曲的理论,描述了一系列假设条件,试图实现时空环状弯曲。但这一模型仍面临诸多未解决的问题。
反对时间旅行的声音
英国物理学家霍金提出时序保护假设,认为自然定律不允许建造时光机器。他提出一个有趣的问题:如果时间旅行是可能的,为什么我们周围没有来自未来的旅行者?
作者吴中祥通过自己创建的时空可变系多线矢理论体系分析认为,奥里教授的模型是基于对相对论的错误解读。目前,虽然没有绝对证明时间旅行不可能,但由于我们对时空的理解还非常有限,断然否认时间旅行也是不明智的。
尽管当前的物理理论体系中,时间旅行似乎还只是一个可望而不可及的梦想,但它激发了人们对自然与人生的美好想象,也推动了人类对真理的追寻。