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人类是否能发明时光机?时间不雅光是现实抑或是梦境?_时空_守恒定律 AI简讯

在B级电影中,年夜胆的光阴旅行者爬进他的光阴机,看着表面的时钟向后旋转,而表面的人看着他返老还童的场景,根据目前理论,这种场景是不可能的。
在当前的理论,光阴之箭在任何特定的地方都只朝一个方向提高(韶光从过去向未来流动)。
如果这不是真的,那么一个人就不可能在时空中强加一个四维坐标系统,并且许多恶劣的影响也会随之产生。
然而,目前的理论并不用除有这样一种情形。
该情形常日须要一种不屈常的时空拓扑构造(应归于广义相对论中的虫洞或弦),这种构造尚未见过,但可能存在。
在这种情形下,宇宙在每个局部区域都表现良好,只有通过探索整体属机能力创造韶光之旅。

守恒定律

有人有时认为韶光旅行违反了守恒定律。
例如,把质量送回去过去的时空会增加当时存在的能量。
这个论证利用了整体守恒定律,而物理方程的相对不变公式是指局部守恒定律。
局部守恒定律见告我们,只有当物质流入或者流出的时候,小体积物的质量才会改变。
整体守恒定律抛弃了物质必须流经表面的假设:他将所有空间整合,并假设在无穷处没有流入或者流出的流体,如果没有办法对整体守恒定律的公式做积分,那么整体守恒定律就无法成立。

广义相对论

至少从1949年我们已经知道了在广义相对论中韶光旅行的可能性(来源于库尔特 哥德尔,文献【1】中有谈论,168页)哥德尔创造的广义相对论的时空具有“时空封闭曲线”(CTCs)。
“时空封闭曲线”是一个粒子或一个人可遵照的天下限,他结束是的时空即他开始时的时空。
广义相对论中,包含“时空封闭曲线”的办理方案,不能有类似空间的嵌入式空间,而必须有“孔”(如甜甜圈上的孔,而不是纸上打孔)。

有人想完成韶光旅行,必须以一种奥妙的办法绕过或穿过这些洞。
哥德尔的办理方案是一个新的思路,但这对构建韶光机器并没有任何用途。
最近有两个关于韶光旅行办理方案,一个是莫里斯等人提出的(文献【2】),另一个是哥特提出的(文献【3】),都流传宣传说有可能制造呈现实可靠的设备(如果你相信,我有一座桥可以发卖给你。
作者意指这两种办理方案与实际制造实际机器依然相差甚远)。

在这些办理方案中,与哥德尔一样,没有什么地方是奇怪的。
不同平凡的时空拓扑构造引发了韶光旅行。
第一种韶光旅行的办理方案是通过利用虫洞(可能是黑洞的内部部分,拜会【2】中的图一),该虫洞保持打开状态,并受电磁力操控。
第二种韶光旅行的办理方案是通过由具有质量的无限长弦产生的圆锥体。
如果两根弦擦肩而过,聪明的人可以绕着弦循着8字的路线回到过去。
在这种情形下,如果管柱的直径不为0,质量密度有限,就会涌现一个没有任何非常拓扑构造的“时空封闭曲线”。

祖父悖论

随着包含“时空封闭曲线”的广义相对论的论证,人们开始研究自我同等性的问题,这个问题便是“祖父悖论”:如果韶光旅行者回到过去后,在他出生之前就把他祖父杀去世,那么会发生什么?在更为随意马虎剖析的术语中,我们可以问,量子力学中的粒子干涉对其自身的未来有什么影响。
博尔维尔(文献【5】)的论述表面存在一个问题:违反了同等性。
这与上面谈论的什么情形下可以整体守恒积分的问题有关。
这是“柯西问题”的一个例子。
(文献【1】,第7章)

其他问题(是否有逃生舱)

如何避免包含“时空封闭曲线”的广义相对论中的大略办理方案中,量子力学的干涉不会导致上述的环境(即“祖父悖论”)?这并不是将理论利用于一个预期会失落败的领域。
一个干系的问题是韶光机器的布局。
毕竟,无限长的弦是不随意马虎得到的。
事实上,(文献【4】中)显示,哥特的环境暗示时空的总动量一定是类空(空间)构造的。
这彷佛意味着,一个人不能从任何非超光速物体的凑集空间中建造韶光机器,而这些物体的动量必须是类时(韶光)的。
虫洞也存在实现的问题。

速子

末了,谈论一下别的话题。

如果速子作为物理工具存在,因果关系就不再是不变的了。
不同的不雅观察者会看到不同的因果关系。
这种效应只须要用狭义相对论阐明(不是广义相对论),而且从任何类空间轨道都可以找到参照系,个中粒子可以在韶光上向前或向后移动。
下面的时空图可以解释这一点。
一个人必须对实际的事物细心不雅观察;一个在韶光上向后运动的粒子,被不雅观察到的是一个向前运动的反粒子,以是没有不雅观察州把他阐明为韶光。

这里涌现了不屈常的情形,由于传统的因果关系假定没有超光速运动。
这个速子的例子是为了证明我们关于因果关系的直觉观点是可能有缺陷的。
,以是一个人在评论辩论知识时必须多加小心。
有关超光速粒子的常见问题请参阅有关文章,以得到更多关于这些奇异假想粒子的信息。

结论

韶光机器是否可能存在仍旧是一个悬而未决的问题。
批评这两个办理方案的报纸都不愿意断然打消这种可能性。
然而韶光机器的观点彷佛带来了一系列严重的问题。

干系知识

韶光旅行或称时空旅行、光阴旅行或穿越时空等,泛指人或物体由某一韶光点移至另一韶光点,类似在空间中的移动。
所有事物都顺着韶光一分一秒地自然提高,因此这里的韶光旅行单指违反这种自然韶光变革的办法:前往未来,或是回到过去。
这在哲学和虚构作品中是广为人知的观点。
韶光旅行常日借着存在于假想中的韶光机器进行,这观点因1895年H·G·威尔斯的小说《韶光机器》而遍及起来。

根据目前的物理学,无法确定是否可能进行回溯韶光旅行(回到过去);而在狭义相对论和广义相对论的架构下,朝向未来的韶光旅行已被透彻理解,且是经由大量不雅观测的征象。
然而,现今的科技无法让一物相对付另一物的韶光超越或延迟超过几毫秒。
至于回溯的韶光旅行,找到许可这件事的广义相对论解不是不可能,但符合该解的条件可能在物理上无法达成。
理论物理学对时空旅行的支持非常有限,常日只牵扯到量子力学或虫洞。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 凡晨moonee- math

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