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诺兰新作《信条》中,时空逆转,为什么霍金认为不可能实现?

2020-09-04新闻19

热映的科幻电影《信条》,将我们带入一个“时空逆转”的奇妙世界,对于众多科幻迷来说,无疑又是一场视觉与精神的盛宴。抛开剧情,从科学角度,时空逆转,时间旅行,这些跨越时空理论能否成为现实呢?

早在物理学家哥德尔的旋转宇宙理论,时间旅行可以实现。但是在物理学界,对时空旅行持否定态度的观点也一直存在着,相关的讨论持续进行。科幻作品正是存从物理学理论前沿成果中不断获取创作灵感,与此同时,物理学研究也在接纳吸收科幻作品所带来的启发性思路。

时空逆转,能量哪里来?

尽管时空旅行的能量条件在科幻小说家那里几乎都不太成问题,但却是物理学家最为关注的问题。由于所有的理论表明时空旅行只有在高速运动的世界中才有可能发生,非凡的能量条件就是时空旅行所必备的条件之一。

理论物理学家海恩兹·鲁佩茨伯格针对这种情形曾表达了他颇具代表性的担忧:

时间旅行所需的速度需要超过光速的70%;所需要的能量是巨大的。如果把地球想象为火箭,把它的物质想象为以光速喷射的火箭燃料,这件事就变得清楚了。非常粗略地计算,要进入一条物质世界线过去100年中旅行,旅行者需要在其中旅行100年,至少旅行结束时,需要消耗相当于使地球塌缩成一个半径为6米的天体所需要的那么多的地球物质。

物理学家基普索恩在研究虫洞时,一开始就预料到他的理论将面临这一难题,所以他一再强调把实现时空旅行的计划交给无限高级的先进文明去完成,只单纯探讨物理学理论法则允许物理学家们对此做些什么。即便这样,虫洞理论也还是没有避免来自理论层面的质疑。

时空逆转,物理定律不允许

史蒂芬.霍金提出了时序保护猜想,经过论证,霍金认为,物理定律会以某种方式阻止时间旅行成为可能无限先进的文明也不可能制造出时间机器,在机器启动的那一刻,它会被强大的量子真空引力所击碎。

在索恩60岁生日上,他提出了十个猜想和预言。

第九个听起来比较乐观:我们将证明,物理学定律确实允许在人体大小的虫洞内存在足够的奇异物质,从而保持虫洞的开放。但我们也将证明,制造虫洞和打开虫洞的技术远远超越我们人类文明的能力。

但他的最后一个猜想则表明他最终被霍金的理论说服了。

我们将证明,物理学定律严禁回到过去的时间旅行,至少在人类的宏观世界是这样的。不论多么先进的文明付出多么艰辛的努力,都不可能阻止时间机器在启动的时刻发生自我毁灭。

尽管如此,时空旅行特别是超空间旅行对人类目前的技术拓展,毋庸置疑有着很大的诱惑力。

1996年翘曲飞行被美国宇航局(NASA)列入BPP计划之一,但是2002年该计划被停止,有关翘曲飞行的研究自然也搁置下来,这意味着它距离实现依然非常遥远。

时空逆转如果实现了

如果时空逆转,那么我们这个世界将是怎样的情形?

科幻作家约翰·瓦利曾表示:如果人类实现时空旅行,氢弹也成了孩子们和低能儿的相当安全的礼物了。对于核武器而言,能发生的最坏的情况是什么?几百万人口的死亡也许微不足道,而有了时空旅行,我们可以毁坏整个宇宙,未来科技将不会吹灰之力的将地球去宇宙中抹去。

时空旅行的可能性除了来自物理学法则和物质技术水平的局限之外,来自哲学层面上对因果律的思考也使它陷入困境。

但是目前来说,对于时空旅行,科学家只能说可能也许大概,与其相关的争论还将继续下去,这也恰恰给《信条》之类的科幻电影插上想象的翅膀,让我们可以享受一场视觉盛宴。

——全文完——

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#科学#史蒂芬·霍金

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