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时光旅行能否成现实 科学家着手构造2007-03-29 08:34机器
字体: 小 中 大 | 打印 发布: 2007-3-29 07:34 作者: webmaster 来源: 本站原创 查看: 1次
美国科学家开始着手构造时间机器，我国科学家认为，时间旅行几乎无法实现――
“如果你希望知道地球距今一百万年后的样子，我可以告诉你方法。”哥伦比亚大学物理学家布赖恩?格林说。
近日，“人类能否乘坐时间机器回到过去，或者飞到未来”这一话题再次成为学界争论的焦点。
一些美国物理学家向公众表示，“如同科幻作品描述的那样穿越时空回到过去是不可能的。”而美国亚利桑那州立大学的理论物理学家保罗?戴维斯已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。
高速运动而造成时间扭曲，是实现到未来时光中旅行的一种方法。 制造时间机器的相关理论源自这样一个观念――像三维空间一样，时间是一个可变的维数。这也是1905年爱因斯坦提出的“相对论”的核心思想。
“相对论”为我们提供了到未来时光中旅行的两种方法。
一个是以高速进行运动，由这种运动而造成时间扭曲。一艘速度达到光速99.99999%的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。举个例子，如果孪生兄弟中的哥哥以接近光速开始其太空旅行，而弟弟留在家里；哥哥到达10光年以外的目的地之后立即以同样的速度返航。对于留在地球上的弟弟来说，时光流逝了20年，这也就是哥哥以近光速旅行所花去的时间。但是，对于旅行中的哥哥来说，时光流逝的速度却要慢得多。
事实上，“相对论”告诉我们，时间会随着速度的增加而放慢步伐。
利用“重力会使时间放慢”，为时光旅行提供了另一种可能。 “相对论”提供的另一个时光旅行的方法是重力会使时间放慢。
地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。因此，为了能在未来的时光中旅行，需要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲―――中子星上的7年相当于地球上的10年。
因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上就会在未来的时光中迈出一大步。
“虫洞”是一条进入过去时光的捷径
这些都是到未来的方法，那么如果我们想要回到过去呢？爱因斯坦提出的“虫洞”理论就可以解决这个问题。
美国亚利桑那州立大学的理论物理学家保罗?戴维斯说，“虫洞”是一条捷径，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，因此这也是通过一条捷径进入过去时光的一个方法。光速实际上是一个无法逾越的极限，任何物体，甚至包括信息也无法以更快的速度运动。所以，如果我们能够抢先在出发地的信息到来之前到达某个地方，那么我们就可以说完成了一个进入过去时光的旅行。这是因为我们刚到目的地不久，我们的过去就会追上我们，或者更精确地说，是我们出发时那个时刻的信息追上了我们。
可是，如果信息是以光速旅行，我们又如何能在它之前到达某个地点呢？走一条光不认识的捷径，走更短的路。这就是“虫洞”的含义所在：它是联结宇宙中两点的、光无法通行的捷径。
正方观点 时间旅行是可行的 有了理论的支撑，那么时间旅行能否成为现实呢？
戴维斯认为，达到光速运行其实只是一个成本问题。因为，如果把一个10吨重的负载加速到光速的99.9%，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。如果获得如此多的能源只能去开发太空的资源。
现在，戴维斯已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。“时间旅行是可行的，而且我们知道如何去完成它。”在接受采访时戴维斯称，目前构建时间机器所需要的大部分零件已经存在于世界各个国家最先进的实验室里了。
哥伦比亚大学物理学家布赖恩?格林甚至告诉了人们一个飞往100万年以后的方法。他说：先建好一艘太空船，然后以接近光速的高速度开始飞行。当你在高速飞行的飞船上过了一年返回地球时，走出飞船后你会发现地球上已经过了100万年――你已经到了地球上的未来。
反方观点 时间旅行无法实现 李淼是中国科学技术大学交叉学科理论研究中心教授，中国科学院理论物理所研究员。多年来，他一直从事着物理学的科普工作。李淼则告诉记者，大多数科学家都认为，进行时间旅行的理论几乎都是无法实现的。
假使进入了未来，我们将无法返航。 以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来，却没有办法回到过去。
事实上，假如我们的时间机器到达了公元3000年后再返航，有可能只会在地球的未来时光中又跨出了一大步。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。以接近光速的速度飞行理论上当然可以使时间变慢，但是即使再接近光速或者达到光速时间也不会为负，也就是说我们是不会回到过去的。
重力会使时间放慢的理论也面临一些问题，我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。
时空闭合在已知的物理规律下不会出现 对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联结的地步，因此可以在时间和空间中创造闭合的轨迹。例如，我们回到了自己出生的年代，看见自己出生的样子，这就是时空闭合了。
但是目前的理论认为，有一定的物质就会有一定的时空，时空和物质有关。产生闭合轨迹时空的物质分布非常特殊，其中有一部分物质分布处于负能量状态。这样就破坏了我们已知的能量条件。而我们现在已知的物理规律是不允许这种现象出现的。
李淼补充说到，“虫洞”的存在物理学上争论很少，只是我们的科技目前还无法达到这个水平。但是他强调，“虫洞”理论和时间机器理论是两个概念。前者是两个时间中超近路的“桥梁”，而后者则是指空间上的概念。
延伸阅读 时间旅行的悖论 在过去的时光中旅行的可能性引发了一些真正的、令人着迷的、从表面上看又无法解决的矛盾。
最简单的一个例子：一名时间旅行者回到了过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。
这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。斯蒂芬?霍金以他的“时序保护臆测”给这个问题划上了一个句号――自然界总会找到一个阻止人们到过去的时光中去旅行的办法。
时间旅行问题专家大卫?多伊奇则用量子物量学的一些定律来解答这些矛盾。在亚原子世界里，量子的不确定性占主导地位：一个电子撞击一个质子既可能转向左边也可能转向右边，其间并无规律可循。在一些物理学家看来，这种不确定性造成了宇宙的多重性，每次一个电子转向右边的时候就和一个转向左边的电子形成一个新的宇宙。
在多伊奇看来，前述的矛盾可以同样的方式来解决：如果时间旅行者干预了历史，宇宙就会分成两个或更多的分支，那个被杀死的母亲就会到另一个平行的宇宙里，而不会进入到弑母者归属的那个宇宙中。