时空旅行可以实现，不过你的质量得无限大

buffona

恭喜胖子，距离“时空旅行”更进一步！

时空旅行的概念一直吸引着人们的眼球，相关的科幻影视层出不穷，但穿越空间真的有可能实现吗？那当然，我们现在每一秒都在走向未来。

不过这显然不是你想问的问题。真正的问题是，我们能穿越到遥远的未来吗？可以，如果我们能以接近光速的速度前进，时间的流速减缓，我们便能任意地到达未来的某一个时间点。那如果是要回到过去呢？

来自麻省大学达特茅斯分校的物理学教授Gaurav Khanna对时空穿越进行了解释，并介绍了一个新的时间机器的理论模型。

封闭类时曲线

爱因斯坦的广义相对论指出，时间可以高度扭曲，扭曲到它重叠到了自己身上，形成了一个时间的闭环。想象一下你沿着这个闭环行走，这意味着在某个时刻，你将重新开始经历原本已经结束了的时间。有点类似于“既视感”这种现象，即你现在正在某地做某件事，但却仿佛曾在以前某个时刻经历过一样的场景，有一种似曾相识之感。在物理学的理论研究中，这种结构通常被称为“封闭类时曲线”（closed time-like curves， CTC），也就是俗称的“时间机器”。

从理论上来说，穿过克尔黑洞，即可到达平行世界。假设上图原本是一张长方形的蓝色纸片，红色箭头标明的是在二维空间下两点之间的最短距离（直线），也就是从时空A走到时空B的红色路径；但若将纸片弯曲趋近于对折变成三维空间，那么AB两点之间就可以直接贯穿相连，直接从时空A穿过虫洞（爱因斯坦-罗森桥，俗称时空隧道）到达时空B，即绿色路径。也就是说，假设时空A是2018年的现在，时空B是2050年，原本人类应当由红色路径过完32个春节之后才到2050年，但有了虫洞，便有了从2018直接利用时空旅行穿越到2050的可能性。

在过去的几十年里，著名的物理学家们如Kip Thorne（2017年诺贝尔物理学奖获得者）和史蒂芬霍金曾就与时间机器有关的模型开展了开创性的研究工作。

以前各项研究中得到的普遍结论，是自然界本身禁止时间循环。正如史蒂芬霍金在他的“时序保护猜想”中描述的，本质上而言，自然界不允许改变它过去的历史，这能保护我们免受因为时空旅行而出现的悖论的影响。时间和空间一旦经过就被冻结了，即使能回到过去或未来，也只是站在另一个维度的视角上看到事件的发生但却不能碰到，就像电影里的时间警察维持时空秩序一样。

而在有关时空旅行的悖论中，最著名的应该就是所谓的“外祖父悖论”了：如果旅行者回到过去，在其母亲出生之前杀死了自己的外祖父，那时空旅行者本人还存不存在？历史的进程发生了变化，从而产生了矛盾：旅行者从未出生，因此他不可能存在。基于此悖论还衍生出了很多科幻电影，比如《回到未来》。

异常物质

根据具体情况的不同，为了防止封闭类时曲线的出现和发展，有多种不同的物理现象可能会对其进行干预。最常见的是虫洞对于具有特定类型的“异常物质（exotic matter）”的要求：要使虫洞可以通行，其内部必须得有“异常物质”，它必须存在，才能实现时间的循环。异常物质基本上指代的是具有负质量的物质，但现实的问题是就目前已知的信息来看，负质量物质在自然界中并不存在。

Caroline Mallary是来自麻省大学达特茅斯分校的一名博士生，日前在《经典与量子引力》杂志上发表了有关时间机器新模型的论文，其中介绍的这种新模型不需要任何负质量的外来材料，同时提供了一个简易的设计原理。

这种模型由两辆超长汽车组成，均由正质量的材料制成，平行停放。一辆车疾驰向前，另一辆停在原地。在这个设置里，两辆汽车之间的空间中存在时间循环。

时光机能造的出来吗？

如果你怀疑时光机怎么可能这么简单，那就对了。Mallary的模型要求每辆车的中心都具有无限密度，即其中需包含奇点——无限的密度、温度和压力。除此之外，模型中的奇点与黑洞中的奇点不同，前者是完全裸露可观测的，并因此而具有真实的物理效应；后者则完全无法从外界触及。

不幸且周知的是，时间机没那么快能做出来。但这项研究表明，物理学家们可能得尽快完善相关的研究，了解为什么自然界本身会禁止、干预封闭类时曲线的发展。

蝌蚪五线谱编译自livescience，译者 狗格格，转载须授权

本文选自：今日头条