相信大家都已经看过《复联4》了吧,作为第三阶段的终结篇,《复仇者联盟4》不仅有血脉喷张的终局大战,还巧妙的让我们回顾了过去十一年中,21部系列影片中的经典瞬间。为了完成拯救世界+“回忆杀”的使命,导演和编剧在《复联4》中引入了科幻片中常见的操作——时间旅行,就是穿越。
《复联4》中的时间旅行在理论上可以实现吗?咱们现在就来唠唠时间旅行这件事。答案是可以,在理论上确实可行,有理可依,那就是通过虫洞。不过要是真想实现还是挺困难的,现在听我慢慢道来。
时间旅行这件事在很早以前就有人幻想了,但也仅仅只是幻想。在科学中最早出现的依据,就是爱因斯坦的相对论。很早的时候人们就发现,时间似乎只有一个方向,就像热力学第二定律的熵一样,只增不减,象征着时间一去不复返。可是相对论告诉我们,每个人的时间都有独立的标尺,你运动的速度特别快,快到接近光速了,或者你在强引力的作用下,那在别人眼中看你的时间就会变慢。但是你自己是感觉不出来的,所以才会有孪生子悖论。就是说哥哥去天空飞行了,回来之后哥哥变得比弟弟还年轻,这件事是真实的。已经经过科学实验原子钟验证过了,可以实现。于是人们最早有了这样的一个假设,假如一个人可以光速飞行,那他的时间应该就是静止的,如果再快点,超光速了,那时间就会倒流。他看到的世界就是向相反的方向发展的,人都倒着走,越活越年轻。
相对论告诉我们,这件事不允许,有质量的物体是不能被加速到光速的。这件事也是经过试验验证的,就是粒子对撞机,人们可以把粒子的速度加速到光速的99.999%,但是无论再增加多少能量,都不能超过光速。所以对于人来说,那就更加不可能了,这条路行不通。但是顺便说一句,相对论不是不允许超光速的出现,而是不允许有质量的物体被加速到光速。如果有粒子天生就是超光速的,那它也不允许降到光速以下,相对论限制的就是这个事。具体有没有这种粒子,我们还不知道,但是名字已经取好了,索末菲起的,叫做“快子”,不是筷子。
光速以下的粒子在我们生活中当中都可以叫做慢子,后来人们就发现,根据广义相对论,你周围的引力越大,时空弯曲的就越厉害,那你的时间也会走得越慢。如果引力无限大,那时间就会静止。有没有这个地方呢?有,那就是黑洞。最早是德国物理学家史瓦西,根据广义相对论给出的一个解。史瓦西黑洞是这样一种解,它的物理意义就是中心存在一个奇点,引力无限大,然后史瓦西半径处叫做事件视界。这个面叫做无限红移面,你只要站在无限红移面上,别人看你的时间也会静止。
现在黑洞已经被人们捕捉到了,人们目前就只知道黑洞不停地吃东西,具体这些东西吃哪去了不知道。1930年爱因斯坦和他的助手罗森又给出了一个解,他们通过广义相对论场方程给出一个模型,说如果时空强烈弯曲,像折纸一样,让两个点接近,如果这两个时空点处存在一个时空隧道,那我们就可以通过这个隧道瞬间转移,甚至回到过去。于是论文发表后,人们就把这个隧道叫做爱因斯坦-罗森桥。
最早这种概念只在科幻小说中出现,现在爱因斯坦带头说可以穿越了,后来惠勒给取了个名,叫虫洞。但爱因斯坦在论文中已经明确指出了,爱因斯坦罗森桥只是个理论模型,不可以实现,因为要想通过虫洞,人必须得达到超光速。后来又有人提出一个只出不进的“白洞”理论。实际上有两种虫洞在理论上可以穿越,一种叫“欧几里得”虫洞,另一种叫“洛伦茨”虫洞,这两种虫洞大家在科幻作品中应该都感受过。第一种又叫瞬时虫洞,你进去了,就会瞬间就会出现在另一个地方,感受不到时间的流逝。第二种就是你在穿越的过程中,能感受到真实的时间流逝,这两种在理论上都可以。
但是呢关于时间旅行的各种悖论也出现了,比如祖父悖论。假如一个人穿越到过去,在他祖父还没结婚生子的时候把他干掉了,那就不可能有他爸爸了,也就没有他自己了,那是谁把他祖父干掉的呢?这就产生矛盾了。这个时候科学家们就提出了,人可以回到过去,但是不能改变过去。霍金的就更简单粗暴了,人就不可能回到过去,又有人提出了平行宇宙假设,你穿越回去改变的只是那个平行宇宙的历史,《复联4》就是利用的这个假设。还有人认为,虫洞在微观领域已经出现了,比如量子纠缠,两个相隔无限远的纠缠粒子对,它们是如何通信的呢?
如何制造虫洞?理论上宇宙大爆炸初期会留下一些虫洞,但是目前还没发现。要想人工制造虫洞就得找到负能量,就是负能物质,负能物质具有负质量,但它有没有,我们还不知道。维持一个虫洞,需要超级多的负能物质,一个半径一厘米的虫洞需要地球质量这么多的负能物质。想要制造出能通过人的虫洞,可不仅仅是人的大小就行的,至少需要虫洞的半径在一光年外,那可想而知需要多少的负能物质。所以理论上时间旅行可行,但是实现起来,真不好办。
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