时间旅行可能是可能的,但只有平行时间表

您是否曾经犯了一个错误,希望自己可以撤消?纠正过去的错误是我们发现时间旅行概念如此有趣的原因之一。经常在科幻小说中描绘

您是否曾经犯了一个错误,希望自己可以撤消?纠正过去的错误是我们发现时间旅行概念如此有趣的原因之一。经常在科幻小说中描绘,使用时间机器,再也没有永久了 – 您可以随时回去改变它。但是,在我们的宇宙中,时间旅行真的可能是可能的,还是仅仅是科幻小说?

我们对时间和因果关系的现代理解来自一般相对论。理论物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的理论将空间和时间结合到一个实体 – “时空”,并提供了一个非常复杂的解释,对它们俩的工作方式(在任何其他既定理论都无与伦比的水平上)提供了非常复杂的解释。该理论已经存在了100多年,并且经过实验验证至极高的精度,因此物理学家相当确定它可以准确描述我们宇宙的因果结构。

几十年来,物理学家一直在尝试使用一般相对论来弄清是否可以旅行。事实证明,您可以写下描述时间旅行并完全兼容且与相对论一致的方程式。但是物理学不是数学,如果方程与现实中的任何事物不符,它们是毫无意义的。

反对时间旅行的争论

有两个主要问题使我们认为这些方程可能是不现实的。第一个问题是一个实用的问题:构建时间机器似乎需要异国情调,这是负能量。我们在日常生活中看到的所有事情都有正能量 – 带负能量的物质不是您只能发现周围的东西。从量子力学中,我们知道可以从理论上创建此类问题,但是数量太小,而且太短的时间。此外,可能会发现其他方程式可以允许时间旅行而无需异国物质。因此,这个问题可能只是我们当前技术或对量子力学的理解的限制。

另一个主要问题不太实用,但更重要的是:观察到时间旅行似乎以时间旅行悖论的形式与逻辑相矛盾。这种悖论有几种类型,但最有问题的是一致性悖论。

每当发生某种事件导致过去的事件时,就会发生一个流行的科幻小说,一致性悖论就会发生,但是变化本身会阻止此事件首先发生。

例如,考虑一个我进入时间机器的场景,用它来返回五分钟,然后一旦我到达过去就会销毁机器。现在我摧毁了时间机器,五分钟后我不可能使用它。

但是,如果我不能使用时间机,那么我就无法及时恢复并销毁它。因此,它没有被破坏,因此我可以回到过去并销毁它。换句话说,只有且仅当它没有被销毁时,时间机器就会被破坏。由于它既不能被摧毁又不同时摧毁,因此这种情况是不一致和矛盾的。

科幻小说中有一个普遍的误解,即悖论可以“创造”。通常会警告时间旅行者不要对过去进行重大改变,并出于这个确切的原因避免满足自己的过去。可以在许多时间旅行电影中找到这样的例子,例如《 FutureTrililogy》的背部。

但是在物理学中,悖论不是可以实际发生的事件 – 这是一个纯粹的理论概念,指向理论本身的不一致。换句话说,一致性悖论不仅意味着时间旅行是一项危险的努力,而且意味着这根本不可能。

这是理论物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)制定其年表保护猜想的动机之一,该猜想指出,时间旅行应该是不可能的。但是,到目前为止,这种猜想仍然未经证实。此外,如果我们可以消除悖论本身,那么宇宙将是一个更有趣的地方。

解决时间旅行悖论的一种尝试是理论物理学家Igor Dmitriyevich Novikov的自以为是的猜想,这实际上表明您可以前往过去,但您不能改变它。

根据诺维科夫的说法,如果我试图摧毁过去五分钟的时间机器,我会发现不可能这样做。物理定律将以某种方式共同维护一致性。

但是,如果您无法改变过去,那么及时回去的意义何在呢?我最近的作品与我的学生雅各布·霍瑟(Jacob Hauser)和贾里德·沃根(Jared Wogan)一起,表明诺维科夫(Novikov)的猜想无法解决。这将我们带回了第一方,因为即使只有一个悖论也无法消除,时间旅行在逻辑上仍然是不可能的。

那么,这是时间旅行棺材中的最后指甲吗?不完全的。我们表明,允许多个历史(或更熟悉的术语,平行时间表)可以解决Novikov的猜想所无法的。实际上,它可以解决您投掷的任何悖论。

这个想法很简单。当我退出时间机器时,我将退出不同的时间表。在那个时间轴中,我可以做任何我想做的事情,包括破坏时间机器,而无需更改我来自原始时间表中的任何内容。由于我无法在原始时间表中销毁时间机器,这是我实际上用来回到时间的时间表,因此没有悖论。

在过去的三年中,我越来越坚信时间旅行可能是可能的,但是只有我们的宇宙才能允许多个历史共存,我已经越来越确信了。那么,可以吗?

量子力学无疑似乎意味着这一点,至少如果您赞成埃弗里特的“许多世界”解释,其中一位历史可以“分裂”成多个历史,一个用于每个可能的测量结果,例如,无论是Schrödinger’sCatis Alive还是Dead,还是死了,还是我过去是否到达。但这只是猜测。我和我的学生目前正在努力寻找一种具有与总体相对论完全兼容的历史的时间旅行理论。当然,即使我们设法找到了这样的理论,这也是不足以证明时间旅行的可能性,但这至少意味着一致性悖论不排除时间旅行。

时间旅行和平行时间表几乎总是在科幻小说中齐头并进,但是现在我们有证据证明它们也必须与真实科学携手。一般相对论和量子力学告诉我们,时间旅行可能是可能的,但是如果是,那么也必须有多个历史。

本文根据Creative Commons许可从对话中重新发布。阅读原始文章。

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