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第85章 深度:论穿越时空的可行性,虫洞的各种模型

引言

人生中都会有这样那样的遗憾与不舍,对曾经作出的抉择而追悔不已。可惜,逝者如斯夫,昼夜不舍。时光一去不复返,过去的事无法改变!可是,真的如此么?

牛顿力学的时空背景是绝对的,他认为时间与空间都是绝对的,而且这两者互不相干,且时空的性质不受物质运动的影响。但是自从爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观后,时间与空间就被统一了起来(时空)。你定义一个事件的空间坐标,就要同时考虑该事件的时间度量。你定义一个事件的时间度量,同样也要同时考虑该事件的空间坐标。在宇宙中描述任何一个事件的物理过程,这两个物理量必须同时考虑(时空密不可分)。且物体的运动状况会影响时空性质,比如物体的运动速度越快,该物体自身的时间流逝越慢。物体的质量越大,该物体附近的时空弯曲越明显,空间的弯曲主要体现在空间的几何形变上,时间的弯曲最直观体现就是时间膨胀效应。简而言之,时空性质取决于物质的分布与运动状况。且根据天文观测数据看,我们的宇宙在大尺度上还在加速膨胀。所以从相对论角度看,时空既能弯曲,还能膨胀。时空性质具有一定的韧性,我们似乎可以改变时空?

狭义相对性穿越

我们都知道狭义相对论是专门用来处理惯性系统的。所以必须考虑狭义相对性原理(相对性原理与光速恒定)。同时也要考虑狭义相对论所带来的一系列物理效应。如一个物体运动的速度越快,该物体自身所经历的时间流逝越慢(时间膨胀效应)。如一个物体运动速度越快,该物体相对于观测者来说它自身的长度会缩短(相对性尺缩效应)。如一个物体的运动速度越快,该物体自身的质量越大(根据质能转换关系:动能可以转换成动质量!动质量加上该物体的静质量等于该物体的总质量)所以静止质量不为零的物体都不能达到光速运动,更不能超过光速(质增效应)。因为一个有质量物体运动速度越快,质量越大,所以需要维持该物体进一步加速所需要的能量越多,当有质量物体达到光速运动时,所需要维持该物体光速运动的能量也需要无穷多,这是不可能的。不过我们的运动速度可以无限的接近光速,利用高速运动穿越时空。

假设有一对双胞胎兄弟,弟弟携带着一个手表留在地球上过普通人的生活,哥哥也携带着一个手表乘坐宇宙飞船以接近光速在外太空飞行一段时间,当哥哥返回地球时,哥哥还与离开地球时差不多年轻,哥哥当初携带的手表显示时间只过去了几天或者几个月(固有时)。但是此时的弟弟或许已经白发苍苍,垂垂老矣,弟弟的手表显示已经过去了几十年(我们且假设弟弟的手表质量非常好!几十年都没坏)。这就是狭义相对论带来的时间膨胀效应,哥哥的高速运动只用了几天或者几个月就穿越到了几十年后未来。不过由于狭义相对论框架下不能达到光速或者超光速运动,所以依靠高速运动只能穿越到未来!不能穿越到过去。但是有一种曲速引擎技术可以在不违背相对论的情况下达到超光速运动。就是在宇宙飞船的尾部安装一个曲速引擎,运行时让宇宙飞船的尾部空间类似海面上的波浪此起彼伏的推着宇宙飞船向前飞行。由于不是宇宙飞船在运动!而是空间推着飞船在运动!所以这种超光速不违背相对论。而根据时间膨胀效应,速度越快,时间流逝越慢,当这个人乘坐曲速引擎宇宙飞船达到光速飞行时,理论上这个人的时间静止了(固有时),而当他超光速飞行时!理论上他的时间倒流了(固有时),也就是说他回到了自己的过去。

祖母悖论

狭义相对论框架下之所以不能穿越回到过去,主要因为穿越回过去很可能颠倒因果律。比如一个人在他妈妈还没有出生之前穿越回到了过去,由于意外不小心杀死了他的外婆,他外婆死了,他妈妈就不会出生,他妈妈不会出生,他本人也无法出生,他本人都无法出生了,又怎么穿越回到过去意外杀死了他的外婆呢?这就在因果律上形成了一个无法自洽的逻辑矛盾。

香蕉皮假说

有的物理学家提出了香蕉皮假说。他们认为这个人一旦穿越回到过去,就会因为种种不可预知的意外阻止他杀死自己的外婆,比如当这个人穿越回到过去!在开枪将要杀死他外婆的一刹那,突然一脚踩到了一个香蕉皮摔倒了,导致他开枪没有打中他的外婆。或者由于其它原因导致了他杀错了人。总之都会出现这样那样的不可预知的意外阻止他杀死自己的外婆。让穿越回到过去在因果性上保持他与他妈妈顺利出生。

自恰性原理

前苏联有一个物理学家叫诺维科夫,他提出人可以回到过去,不过不能改变过去的任何事情。因为他认为我们的宇宙历史是被无数次改变过后的终极版本。他相信世界上的一切事件都是概率性的,量子力学的所有可能性都同时发生,不过回到过去杀死外婆引起因果上的矛盾逻辑发生的概率为零!所以这个人一旦可以回到过去就不可能杀死他的外婆。而能杀死他外婆的人!他的外婆也不会把他的妈妈生下来。宇宙与生俱来就带有这种自洽性。这是宇宙的固有属性。

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