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人真的可以回到过去吗?《复联4》的虫洞与时间旅行

时间:2019-08-30 15:21:31

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人真的可以回到过去吗?《复联4》的虫洞与时间旅行

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假期即将结束,大家玩的还开心吗?

上班的时候没时间看《复联4》,放假了才有时间看看,看了《复联4》小编就有个想法,这个时间旅行真的可行吗?然后就找了大量的资料,给大家聊聊这个时间旅行这件事。

复联4

首先先给大家公布小编总结出来的答案:“在理论上确实可行,就是通过虫洞,不过实现起来相当麻烦”。接下来咱们就慢慢聊。

时间旅行解说

时间旅行这件事恐怕很早就有人开始幻想了,但是也仅仅是幻想,在科学当中,最早出现的依据就是爱因斯坦的相对论。

爱因斯坦

很早的时候,人们就发现,这个时间似乎只有一个方向 ,就像热力学中的熵一样,只增不减,表达着时间的一去不复返。

方法1:把人加速到光速

可是相对论告诉我们,每个人的时间都有独立的标识,就是当你运动的时间特别快,接近光速的时候或者你在强引力场下,那在别人的眼光中你的时间就会变慢。这个过程中你自己的感觉不到的所以才有双生子佯谬一说。

双生子佯谬

就是说,哥哥去太空飞行了,回来后发现哥哥比弟弟还年轻。这件事是真的,已经经过科学验证了,可以实现。于是人们就有了这样一个假设,假设人可以以光速飞行,那他的时间就应该是静止的,那如果再快点,超光速了,那时间就会倒流,他看到的世界就是朝相反的方向发展:人都是倒着走,也应了那句老话,人是越活越年轻。

但是这件事,相对论告诉我们,这是不允许的。相对论中表示,有质量的物体,是不能够被加速到光速的。这也是被实验验证过的,就是粒子对撞机。

粒子对撞机

人们可以把粒子的速度加速到光速的99.999999%。但是,无论再怎么给这个粒子增加能量,它都是不能超过光速的。所以对于人来说,那就是更不可能了,这条路应该是行不通了。(另外补充一句,相对论并不是说不允许有超光速的东西存在,而是说不允许有质量的东西被加速到光速)

方法2:引力无限大

后来呢,人们发现,根据广义相对论,如果你周围的引力越大,那时空弯曲的就越厉害,那你的时间也会走的越慢,如果引力变成无限的,那时间也会静止。

时空弯曲

那有这种地方吗?有的,就是黑洞。最早就是德国物理学家施瓦西根据相对论给出一个解。广义相对论的场方程就是一个二阶非线性方程组,它很开放,你给出不同的条件出来的解是不一样的,一般就是说人们给出不同的边界条件,得出一个解,然后再去赋给它物理意义。施瓦西黑洞就是这样一种解,它的物理意义就是说,中心存在这样一个奇点,引力是无限大的,施瓦西半径处的事件视界这个面叫做无限红移面。

渲染后的事件视界

就是说只要你站在这个面上,那别人看你的时间也是静止的,这一点还是很明确的。但是事件视界内部是什么情况,包括奇点等等人们就不是很清楚了,到现在物理学家还是有很多钟说法。不过比较庆幸的是这个黑洞已经被捕捉到了。

目前人们对黑洞的理解就是不停的吃东西,具体这些东西吃哪去了,人们也是不知道,当时也没有很好的解释。

1930年爱因斯坦和他的助手罗森又给出了一个解,他俩通过广义相对论场方程给出一个模型:如果时空可以强烈的弯曲,那让这两个点接近,如果这两个点之间再有一个隧道,那人就可以通过这个隧道实现瞬间转移,甚至是回到过去 。

时空隧道

于是他们发表了一篇论文,人们就把这个连接不同时空点的隧道叫做爱因斯坦罗森桥。

这个桥并不是图钟的“管子”,而是这个管子的“壁”,我们要想走过这个隧道只有走这个管壁,中间就是更高维的时空了。

后来又是惠勒给这个隧道起了个名字叫“虫洞”,其实爱因斯坦在论文中已经明确的指出了,爱因斯坦罗森桥只是一个理论模型,不可以实现。为什么呢?因为人要是想通过虫洞,就必须超光速,这件事是爱因斯坦接受不了的,相对论也是不允许的,所以还是行不通。

方法三:黑洞,虫洞,白洞模型

再到后来,1964年,苏联有一位物理学家叫做诺维科夫,他根据施瓦西解给出了一个跟施瓦西解相反的解。就是这个诺维科夫的解是只出不进的(就是跟“黑洞”相反的“白洞”)。

白洞

美国有一位宇宙学家叫做卡尔萨根,有一天他就突发奇想,黑洞是只进不出,白洞是只出不进,那黑洞的另一侧会不会就是白洞呢。于是这么一个完整的模型的模型就出现了:黑洞不停的吃东西,通过虫洞传输到白洞,然后白洞在不停地出东西。

完整模型

不过到目前为止,人们也只是发现了“疑似黑洞”,白洞和虫洞到现在还都没有发现。卡尔萨根自己也不确定自己的模型是否行得通,于是就找他当时在研究广义相对论的好朋友基普索恩,索恩一听,你这个想法很好,但是黑洞内部并不稳定,这样有点冲突。后来这个索恩发现,实际上在有两种虫洞在理论上是可以穿越的。一种叫做欧几里得虫洞,另一种叫做洛伦兹虫洞,这两种虫洞大家在科学作品中应该感受过。欧几里得虫洞也叫做瞬时虫洞,说是假如存在这么一个虫洞,一个人进去了,瞬间就可以在另外一个时空点出现了,这个过程你是感受不到时间的流逝的。而洛伦兹虫洞是能够感受到时间的流逝的。

时间旅行的悖论

但是呢有一些著名的时间旅行悖论,比如说是祖父悖论,说假如一个人回到过去,在他祖父还没有结婚生子的时候就一枪杀死了,那之后就不可能有他爸爸,那就更不可能有他自己,这就产生一个矛盾。

祖父悖论

于是相应地就有一些物理学家做出假设。就像文章前面提到的诺维科夫,他说人可以回到过去,但是呢你不能改变过去,不能破坏这个因果关系。而这个霍金就更直接了当了,他说这个人就不可能回到过去,他的理由就是说,如果人可以回到过去,那我们怎么没看到从未来来的人呢?还有一些猜想,就是人可以穿越,也是可以改变过去但是,你改变的是另外一个宇宙的过去,也就是上篇文章说的平行宇宙假设。

好了,这篇文章就说到这了,谢谢您的观看,我们下篇文章再见!

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