时空旅行的概念总是吸引了物理学家和非专业人士的想象力。但这真的有可能吗？它当然是可能的。我们现在就在做，不是吗？我们都在一秒钟一秒地走向未来。
但那不是你所想的。我们能走得更远吗？当然可以。如果我们能以接近光速的速度旅行，或接近黑洞，时间就会慢下来，使我们能够任意地旅行到遥远的未来。真正有趣的问题是我们能否回到过去。
闭合时间曲线
爱因斯坦的广义相对论允许将时间扭曲到很高的程度，以致于它实际上折叠在自己身上，从而导致时间循环的可能性。假设你沿着这个循环旅行，这意味着在某个时候，你会在过去的某个时刻结束，然后开始经历同样的时刻，一遍又一遍 ，有点像似曾相识的感觉，除非你不会意识到这一点。在研究文献中，这样的结构通常被称为“闭合时间曲线”(CTC)，并且通常被称为“时间机器”。时间机器是有效的 超光速旅行计划的副产品，对它们的了解可以提高我们对 宇宙如何运作的理解。
这就是科学家所说的时间循环。绿色表示穿过虫洞的捷径。红色表示正常空间的长距离。由于绿色路径上的旅行时间可能比红色路径上的旅行时间要小得多，所以虫洞可以考虑到时空旅行的可能性。
在过去几十年里，像基普·索恩(Kip Thorne)和斯蒂芬·史蒂芬霍金(Stephen Hawking)这样的著名物理学家在与时光机有关的模型方面产生了开创性的研究成果。
从以前的研究中，包括索恩和史蒂芬霍金的研究中得出的普遍结论是，自然是不允许时间循环的。这也许在史蒂芬霍金的“时序保护猜想”中得到了最好的解释，该猜想从本质上说，大自然不允许改变其过去的历史，从而使我们从如果时空旅行可能出现的悖论中解脱出来。
在这些悖论中，最为人所熟知的或许就是所谓的“祖父悖论”，即旅行者回到过去，谋杀自己的祖父。这以一种矛盾出现的方式改变了历史的进程：旅行者从未出生，因此也就不能存在。有许多电影和小说情节是基于时空旅行产生的悖论。
奇异物质
根据细节的不同，不同的物理现象可能会介入，以防止闭合时间曲线在物理系统中发展。最常见的是对一种特定类型的“奇异”物质的要求，这种物质必须存在才能存在时间循环。笼统地说，奇异物质是具有负质量的物质。问题是负质在自然界中是不存在的。
马萨诸塞大学达特茅斯分校的博士生卡罗琳·马拉里(Caroline Mallary)在“经典与量子引力”杂志上发表了一种新的时间机器模型。这种新的模型不需要任何负质量的奇异材料，并提供了一个非常简单的设计。
马拉里的模型由两辆超长的汽车组成-由不是奇异的材料制造，并有正面的质量平行停放。一辆车快速前进，另一辆停着。马拉里能够证明，在这样的设置中，可以在两辆车之间的空间找到一个时间循环。
动画显示了马拉里的时间循环如何工作。随着航天器进入时间循环，其未来的自我也会出现，并且可以追溯两者之后的位置。这个动画是从一个外部观察者的角度来看的，他正在观察宇宙飞船进入并从时间循环中出现。
你能在你的家里建这个吗？
如果你有所怀疑，那你是对的。马拉里的模型要求每辆车的中心都有无限的密度。这意味着它们包含的物体--称为奇点，具有无限的密度、温度和压力。此外，与存在于黑洞内部的奇点不同，这使得它们完全无法从外部获得，马拉里模型中的奇点是完全裸露和可观察的，因此具有真正的物理效应。
物理学家们也不希望自然界中存在这种奇特的物体。因此，不幸的是，时光机将不会在短期内出现。然而，这项工作表明，物理学家可能不得不细化他们的想法，为什么闭合时间曲线是禁止的。
本文选自：今日头条 | 
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发表于 2019-1-27 21:37:25
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