时间旅行恐成真?科学家首次模拟出将量子送入过去

澎湃记者 黄翱

2014-06-24 14:21 来源:澎湃新闻

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       一百多年前,科幻小说家威尔斯的著作《时间机器》曾给人们带来关于时空旅行的大胆猜想。之后,爱因斯坦在他的广义相对论中提出了时间隧道的概念,更加深了人们对时空旅行的向往。如果一个人真的“返回过去”,并且在其外祖母怀他母亲之前就杀死了自己的外祖母,那么这个跨时间旅行者本人还会不会存在呢?
       一些研究人员坚信,至少在量子层面,跨时间旅行时存在的。
       据《每日邮报》报道,来自澳大利亚昆士兰大学的一组研究人员宣称,首次模拟出在跨时间旅行中,两个光子如何互动。这也意味着,至少在量子世界,时间旅行在理论上是可行的。
       据悉,他们的研究成果将于近期发表在《自然通信》杂志上。
研究人员称,一个光子与一个被卡在封闭类时曲线的光子产生了互动。

       光子是光的最基本组成部分,是一种是传递电磁相互作用的基本粒子,与大多数基本粒子(如电子和夸克)相比,光子没有静止质量,但有速度、能量、动量、质量,这意味着其在真空中的传播速度是光速。
       研究小组进行了两组模拟试验,首先,“光子A”穿过虫洞回到过去,但结果表明,“光子A”将会与过去的“光子A”进行互动。另一组试验中,“光子B”不经过时空旅行,但却和另一个光子产生互动,后者在通过虫洞的过程中陷入了封闭类时曲线(CTC,就像一个封闭的时间圆环,出发后还会返回到起始时间点),亦即被卡在“时间循环(time-travelling loop)”中。
       如果一个人通过时间旅行到过去,在他母亲出生之前杀死了他的外祖父,娶了他的外祖母,那么他还会是他吗?这个被称为“外祖父悖论”的恐怖悖论一直阻止“时间旅行”在理论上的成为可能。对此,科学家创立了“平行宇宙”理论,亦即时间旅行如果可行,那就是在多个平行宇宙间的旅行,而联通这些宇宙的道路便称为虫洞。根据“平行宇宙”设想,如果上述该人士杀死了自己的外祖父,他将无法再回到此前的宇宙,将陷入“时间循环”中。
       而在量子领域有一个被称为量子纠缠的经典理论:如果两个或两个以上粒子组成一个系统,那系统中粒子将会相互影响,无论这些粒子在时空中相隔多大的距离。
       由此,如果“光子A”和“光子B”均能和另一个时空范围的粒子产生“量子纠缠”,意味着两个光子是在同一系统中。这组研究小组最终得出结论,时间旅行在量子领域可行。
       然而,在真实世界中,时间旅行是否可行依然成为疑问。
       “量子正是由于其不可测性,以及对宏观物理世界物理理论的违背,让我们可以避免碰触时间旅行的悖论”,该项目的研究人员Timothy Ralph表示。
       “时间旅行实际上是目前最成功的两大现代物理理论——爱因斯坦的相对论与量子力学的结合,”昆士兰大学物理系博士Martin Ringbauer表示,“相对论描述宏大物体,例如恒星、星系的物理规律,量子力学则研究世界上最微小的物体。但两大理论都暗示时光旅行的存在”。
       

责任编辑:黄翱澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 科幻,时间,爱因斯坦,相对论

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