霍金:人類可以時間旅行,但千萬不要回到過去,後果不堪設想

2010年4月25日,霍金說,人類終可實現時間旅行,但千萬不要回到過去,否則會擾亂時間的結構,後果不堪設想。

儘管霍金夢想回到過去與夢露約會,但他自己也承認,這種旅行不會上演。

其中玄機,就讓略懂科學的牛老師慢慢道來。


01 / “瘋狂科學家”悖論:為什麼不能回到過去

霍金認為,時光隧道或蟲洞能夠帶著人類前往其他行星。

如果蟲洞兩端位於同一位置,且以時間而非距離分離,那麼太空船就能飛入,並在地球附近重新出現。飛船隻是回到了遙遠的過去,或許恐龍能夠看到太空船著陸。

但他同時提出一個“瘋狂科學家”悖論:

一個科學家建立了一個蟲洞,僅需1分鐘就回到了過去。通過蟲洞,該科學家可以看到1分鐘前的自己。如果這位科學家利用蟲洞向以前的自己開槍,會發生什麼?現在的他也跟著一命鳴呼。那又是誰開的槍呢?

這便是悖論。這種時間機器會違反整個宇宙所遵循的基本規則。

似乎任何通過蟲洞或者其他方法回到過去的時間旅行都是不可能的,否則悖論就會發生。因此,前往過去的時間旅行似乎從未發生過。但是這並不是故事的結尾,這並不意味著所有時間旅行都是不可能的。

“我相信時間旅行,相信能夠進入未來。”


02 / 三種穿越路徑:蟲洞、黑洞、光速

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蟲洞,穿越第四維的通道。

蟲洞是根據愛因斯坦相對論預測的連接時空中兩個不同地點的假想隧道或捷徑。圖片中的三維圖輪廓集中呈現了這一點:負能量將時間和空間拖入一條隧道入口,並在另一個宇宙出現。


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黑洞,天然的時間機器。

超大質量的黑洞對時間具有顯著的影響,能令時間減緩。這使得它是臺天生的時間機器。它之所以比蟲洞更有優勢,一是因為不會激發悖論,是不會因反饋而走上自我毀滅之路。當然,考慮到黑洞的危險性,這一時間機器也並不實用。


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光速,時空旅行的關鍵。

光速這是最有可能實現時間旅行的方式之一。


時間流在不同的空間也有不同的速度,這是未來時間旅行的關鍵。愛因斯坦曾意識到,時間流應該有速度緩慢的地方。例如每艘太空船上都有精確的時鐘,但它們每天比地球上的時鐘快三十億分之一秒。

霍金由此認為,帶著人類飛入未來的時光機,在理論上是可行的,所需條件包括蟲洞、太空中的黑洞或速度接近光速的宇宙飛船。


03 / 蟲洞:穿越第四維的通道

霍金認為,時間旅行意味著我們要經過第四維,即時間。

科學家們所設想的蟲洞是穿越第四維的一個通道。霍金說,蟲洞就在我們周圍,只是小到人類的肉眼無法看見。宇宙中的萬物都會出現小孔或者裂縫,這種基本規律同樣適用於時間。

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時間也有著細微的裂縫和空隙。比分子、原子還要小的空隙被稱為量子泡沫,蟲洞就存在於量子泡沫中。有朝一日,人類也許能夠捕獲某一個蟲洞,將它放大到足以使人類甚至宇宙飛船從中穿過。

但霍金認為蟲洞本身存在一定的缺陷,原因就是反饋。一旦蟲洞變大,大自然的輻射物便會進入,最終形成一個環路;反饋變得如此強勁,以致最終摧毀蟲洞。


04 / 黑洞:天然的時間機器

霍金說,時間就如一條河流,在不同的地段會有不同的流速,而這正是實現通往未來之旅的關鍵。

銀河系中最重的天體 個質量相當於400萬個太陽的超大質量黑洞,可以明顯地降低時間流逝的速度。霍金認為,它就像是一部天然的時間機器。

霍金:人類可以時間旅行,但千萬不要回到過去,後果不堪設想

如果一艘宇宙飛船繞這個黑洞運行5年時光,返回地球時會發現已過去了10年。但這種時光旅行的方式也存在問題:接近超大質量黑洞的危險太大。


05 / 光速:時空旅行的關鍵

霍金指出,如果我們想踏上未來之旅,那麼速度必須加快。

如果入類能夠建造出速度接近光速的宇宙飛船,那麼,宇宙飛船必然會因為不能違反光速最快的法則,而致使艙內的時間放慢。霍金設想出一艘大型極速宇宙飛船,其速度是人類歷史上速度最快的載人飛船“阿波羅”10號( Apollo10)的2000倍。


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在太空飛行數年後,飛船將到達其最高速度—相當於光速的9%。在這一速度下,在船上待1天,就相當於在地球上度過1年。船上的乘客變相地飛向了未來,實現了時間旅行的夢想。


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霍金表示,他相信人類最終將利用掌握的物理學知識,成為穿越第四維的真正旅行者。

牛老師的講述,有沒有讓你聽懂呢?有疑問可以留言哦。


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