??穿越時空,可以說是人們最奇妙的想法了。那么,理論上,僅僅是理論上,我們可能穿越時空嗎? ??根據(jù)廣義相對論,我們是可以穿越時空的,只要有負能量。穿越時空的具體方法就是找到或者建立一個可以通過的蟲洞,只要駕駛飛船從蟲洞的一端進入,再從蟲洞的另一端飛出,就能實現(xiàn)穿越時空。根據(jù)廣義相對論,黑洞其實就是一個蟲洞。但是,廣義相對論還預言蟲洞不能允許物體通過,除非用負能量來使蟲洞維持在開啟的狀態(tài)。 打開獵豹瀏覽器,查看更多科學圖集 ??這可能嗎?普通的物質(zhì)都具有正的質(zhì)量,因此根據(jù)質(zhì)能方程,它們都是正能量。根據(jù)量子力學,負能量是存在的。 ??在量子力學中,有一個卡西米爾效應,并且已經(jīng)在實驗室被觀測到了。如果我們將兩個導電平板貼得足夠近,那這兩個平板之間就會出現(xiàn)負能量。 ??如此看來,我們似乎是可以穿越時空了,畢竟已經(jīng)有兩個重要理論的支持了。但是,這并不是說我們在理論上可能穿越時空,因為只要有一個理論不支持,那我們就無法穿越時空了。目前看來,熱力學第二定律似乎就不支持。 ??熱力學第二定律說的是,隨著時間的流逝,熵值總是增加的。而即使是黑洞也遵循這一理論。描述黑洞熵值的公式被稱為廣義第二定律,由雅各布和霍金共同提出。很遺憾,穿越時空似乎違反了廣義第二定律。不過,廣義第二定律是否適用于奇點還有待研究,如果廣義第二定律在奇點失效,那穿越時空似乎又有可能了。就目前來看,還沒有一個理論明確地給穿越時空判死刑,但未來的事誰能知道呢,說不定科學家會提出一個新的理論,徹底地給穿越時空判死刑。 ??根據(jù)廣義相對論的觀點,我們可以把人(視為質(zhì)點)一生在時空中的軌跡看作一條線,即“世界線”。因此穿越時空,無論是穿越到未來還是回到過去,都意味著其世界線是一條閉合曲線——因此我們可以說,穿越時空的本質(zhì)是我們的宇宙中存在閉合世界線。更嚴格地說,由于我們運動的速度不可以超過光速,所以要想穿越時空,要求宇宙中存在閉合類時世界線。 ??存在閉合類時世界線并沒有違背目前已知的自然法則,而且在某些宇宙學解中就天然存在,比如哥德爾宇宙。此外我們還可以通過所謂的“蟲洞”來實現(xiàn)時空穿越旅行——這也是廣義相對論所允許的。 ??然而千萬別想著記住彩票中獎號碼告訴過去的你,一夜爆富,迎娶白富美,走向人生巔峰。因為物理學雖然不禁止時空旅行,但是卻有必須遵守因果律。因果律要求我們即使是穿越到過去,也不可能改變已經(jīng)發(fā)生的歷史。比如你雖然記住了彩票號碼,但是穿越過去很可能就暴斃了,以至于來不及傳達任何可以改變歷史的信息。 ??從現(xiàn)實的角度來看,時空穿越幾乎不可能實現(xiàn)。首先是現(xiàn)代宇宙學觀測表明我們的宇宙是一個均勻且各向同性的宇宙,用弗里德曼度規(guī)描述而非哥德爾宇宙,這可以從微波背景輻射觀測出來。其次,若想通過蟲洞來實現(xiàn)時空穿越,就必須在我們的宇宙中找到真實的蟲洞。研究表明,構(gòu)成蟲洞的物質(zhì)必須違反能量條件。雖然科學家沒有嚴格證明能量條件必須遵守,但是目前尚未發(fā)現(xiàn)特例。因此我們管構(gòu)成蟲洞的物質(zhì)為“奇異物質(zhì)”。 |
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