时间旅行是否可行,如何开启通往过去之门,或前往未来的捷径。最终我们是否可以利用大自然的法则操控时间,来解开这个谜。要验证我们的想法是否可行,我们就要以物理学家的眼光去研究时间,也就是四维时空。四维时空并不难理解,任何物体都有长、宽、高,但另外有一种量度单位——时间的单位。一个正常人可以活80岁,一堆石头可以存在更长时间,可能是数千年,而太阳系则是数十亿年,所有东西都在时间上有长度,空间也一样。
在时间中旅行意味着要穿梭四维的时空,我们拿日常的开车旅行来理解这句话的意思。直走意味着穿过其中一维的空间,转左或转右意味着穿过第二维,在弯曲的山路中爬上爬下带来高度的变化,那样就在三维中穿梭了。但到底怎么才能在时间中穿梭呢?我们能在四维时空中找到一条前行的道路吗?
时间旅行类的电影通常会描绘一种巨大的高能耗机器,这种机器能在四维时空中创造出一条道路来,即贯穿时间的隧道;一位英勇无畏的时间旅行者,也不知道作了什么样的准备,就踏入了时间隧道,出现在了谁也说不清楚的年代。这种时间旅行的概念也许有点牵强附会,与现实出入很大,但这种想法本身并不算太疯狂。
物理学家们也一直在思考时间隧道的问题,但角度有所不同。我们想知道在自然法则的约束下,通向过去或将来的大门是否有存在的可能性。事实上,我们认为这些大门存在,而且我们还为他们取了一个名字:虫洞。实际上,虫洞无处不在,只是小到了看不到的地步。虫洞太小了,它们一般出现在时空的角落和裂缝中。
这个世界上没有什么是平坦或固形的,只要你凑到足够近的地方,你都可以看到孔洞和褶皱,这是一个基本的物理原理,也同样适用于时间。即便光滑如台球的东西也会有细小的裂缝、褶皱和孔洞。在三维空间里这很容易证明是正确的,但我认为这一点对于四维同样适用。
时间也有细小的裂缝、褶皱和孔洞。把尺度缩小到极限,比分子和原子还要小的地步,我们就会获得量子泡沫,虫洞就存在于量子泡沫中。贯穿于时空的微小隧道或捷径在这个量子世界中不断形成和消失,循环往复,这些通道实际连接了两个独立的空间和两个不同的时间。
不幸的是,这些现实时间隧道的尺度只有一厘米十的三十三次方分之一,人类是无法穿越其中的——但由此可以引申出虫洞时间机器的概念。一些科学家们认为可以通过捕获一个虫洞并将其扩大很多倍,从而允许人类甚至是宇宙飞船进入。
如果拥有足够大的能量和足够先进的技术,人类也许可以在太空中构建一个巨大的虫洞。虽然不敢担保这一定会在将来实现,但如果真出现这样的机器,那它将是一件无比非凡的装置。如果虫洞的两个开口在相同的地点不同的时间,飞船也许可以穿越到地球形成之前的世界,一个遥远的过去,或许恐龙们可以目睹飞船的降落呢!
更多有趣文章欢迎关注公众号“kejiciyuan”