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你想在德洛里的车里回到未来吗？或者和“企业号”的船员一起去拯救鲸鱼？这两个例子(从《回到未来》和《星际迷航4:返程回家》)在科幻小说中展现了一个非常听的——时空旅行。生活中都有我们后悔的事情，所以回头时间的概念(或者在一个“超人”电影中，逆转地球的旋转)是一个吸引人的想法。谁不想修复过去，或者抹去一个对人类产生负面影响的令人遗憾的历史事件？或者对于那些更关注未来的人来说，如何把时间提前，让他们看到一个整洁的事件——比如第一次在火星上着陆？
时空旅行在理论上是可能的，但它超出了我们目前的技术能力。图片：argus | Shutterstock
《时空旅行》(Time travel)是《AMC梦想:詹姆斯卡梅隆(James Cameron)的科幻故事》。正如一位科学家所指出的，我们都在不断地旅行——但这只是一个方向。不可避免地会在未来一段时间内移动1秒，如果我们想的话，可以走得更快。事实上，可以随心所欲地向前迈进。俄亥俄州立大学的天体物理学家保罗·萨特说：这只是一个非常非常快的问题。他开始引用爱因斯坦的狭义相对论的证据，这表明时间是相对的，取决于你移动的速度。穿越空间的速度越快，穿越时间的速度就越慢，我们已经能够在喷气式飞机上用超精确的原子钟来测量这一点，而且GPS系统提供的精度也需要考虑到这一点。
科幻小说似乎总是需要复杂的装置来及时跳跃，而所需要的只是一个非常大的火箭。这意味着，例如宇航员已经是一种时空旅行者了。这是因为他们会进入太空并在国际空间站生活，有时会持续几个月。在大约5英里(8公里)的速度下，空间站上的宇航员的移动速度比我们地球上的要快。这意味着在空间站上，宇航员的年龄要比在地球表面上慢一点点。当宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)从太空一年后回来时，与他稍微年长一点的孪生兄弟马克(Mark)的年龄差距稍稍扩大了一点。
跳跃到过去
但许多科幻小说的专营权都集中在过去的时空旅行上。这样的旅行提出了一些很巧妙的问题，比如你是否可以回到过去，杀死自己的祖父母(一个有时被称为“祖父悖论”的谜题)。萨特指出，宇宙的物理学似乎禁止这种情况，至少在我们看来是如此。但令人惊讶的是，爱因斯坦的一些广义相对论方程可能会让时空旅行成为过去，这个理论基本上讨论了巨大的物体如何扭曲时空。那么爱因斯坦的理论怎么能让时空旅行成为可能呢？一种方法是打破宇宙速度极限，速度比光速还要快，但这很可能行不通，因为一个物体以这样的速度运动会有无限的质量。另一种可能是在时空点之间形成“虫洞”，尽管这可能只适用于小颗粒。
还有更多的奇异的可能性，比如使用黑洞，巨大的圆柱体或者宇宙弦来与时空的结构一起玩耍。当谈到过去，广义相对论的数学确实允许一些奇怪的场景，可以结束自己的过去。但所有这些情况最终都违反了其他已知的物理学，比如要求负质量或无限长的旋转圆柱体。为什么广义相对论允许过去的时空旅行，但是其他的物理总是跳进去破坏乐趣?我们真的不知道。但这并不意味着科学家们放弃了。2015年位于塞浦路斯的东地中海大学的Ali Ovgun说：在有暗物质的区域可能会有虫洞。
(这是一种理论形式的物质，不能用望远镜看到或用其他方法探测到，但它确实会在其他天体的引力作用下显现出来。)虽然他的方程式显示这些地区可能会出现虫洞，但Ovgun说他仍在寻找证据。这只是数学证明，我希望有一天也能找到直接的实验证据。就连举世闻名的物理学家斯蒂芬·史蒂芬霍金在今年去世之前，也对时空旅行的想法着迷，他在《每日邮报》上讨论了黑洞是如何成为可能的。“在他们的周围和周围，只有一半的时间，每个人都远离黑洞。这艘船及其船员将穿越空间。然而，以色列海法以色列理工学院的物理学家阿摩司·铁说：环绕黑洞的机器可能会在快速移动之前解体。
博科园-科学科普｜文：Elizabeth Howell/Space |
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发表于 2018-9-2 08:40:00
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