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《星际穿越》是如何避免时空悖论的?

科普小知识2022-05-31 11:24:25
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在无尽的太空中漫游的巨大罗盘形状的太空母舰永恒号正驶向土星。在永恒出发之前,驻扎在地球上的布兰德教授告诉旅行者,他会留下来继续研究和求解量子引力方程。有了这个方程,美国宇航局可以彻底了解五维空间,从而操纵重力...土星附近的虫洞是外星人或超自然生物为了让人类自救而建造的。超自然生物不能或不愿意与人类直接交流。他们是五维空间的生物,他们对宇宙的知识和技术水平远远超过我们三维生物。

是的,在诺兰相机的视野中,永恒之星是诺亚方舟。他的整部电影《星际穿越》与广义相对论和时间旅行有关:库珀从地球来到土星,然后通过虫洞到达数亿光年之外,然后从黑洞附近的巨大波星,到冻结的云星,最后跳进大黑洞,回到他女儿的房间。这时,奇迹发生了。他实际上回到了过去,被困在一个五维书架上,无法出去。他通过重力场在四维时空中将重要信息传递给他的女儿...

《星际穿越》是如何避免时空悖论的?

永恒

我们可以看到,如果没有五维空间和时间的阻挡,库珀的时间旅行几乎已经完成了一条封闭的道路。那么,为什么导演不让库珀直接回到四维时空的过去呢?

因为,有一个悖论。

《星际穿越》是如何避免时空悖论的?

库珀和他的女儿墨菲

如果库珀直接回到过去的四维时空,让他的女儿墨菲成功地阻止他去太空,那么这将导致一个悖论:既然库珀没有去太空,他怎么可能从太空回来?这种东西在标准的相对论教科书中被称为“封闭的类时曲线不可能存在”。

封闭类时曲线的存在会导致弑君悖论:小王18岁。如果他能回到20年前,他不小心杀了他的母亲,她还是个小女孩。这使得小王的母亲没有机会怀孕,那么小王是怎么出生的呢?

为了避免这种时空悖论,导演安排库珀回到五维时空的过去,而不是直接回到四维时空的过去。在中国电视剧《钦差记》中,有一个类似项少龙的人回到了过去,但为了避免悖论,所以他没有改变历史,而是创造了历史本身。

那么,为什么在时间和空间上没有封闭的类时曲线呢?为什么物理因果关系不能被破坏,也就是说,为什么不能有弑君悖论?霍金和其他物理学家用时间保护猜想来解释,但这仍然是一个开放的学术话题。

关于时空悖论的更多解密,请参考视频:《星际穿越》中的时空悖论。