科学家提出新模型欲解决时空旅行悖论现象

据国外媒体报道，在小说家和剧作家的作品中，时空旅行似乎很容易实现，也很容易使用。然而，对于物理学家来说，时空旅行不仅仅是情节设计所需要的，而是爱因斯坦在他的广义相对论中所做的一个严肃的预测。最近，由麻省理工学院的塞思·劳埃德教授领导的一个小组在7月15日发布的研究报告中提出了时间和空间旅行可能导致的悖论和矛盾的解决方案。这种特殊的时空旅行方式可以解决大多数由时空旅行引起的悖论。任何时空旅行理论都必须面对“祖父悖论”，即假设旅行者回到过去并杀死他的祖父，但这种行为会危及他自己的存在，因为没有他的祖父就没有他。如果根本没有他，谁会是杀害他祖父的凶手？20世纪90年代初，牛津大学物理学家大卫·多伊奇设计了一个模型试图解决这一矛盾。主要的想法是，人们可以记得他杀了他的祖父，但事实上他从未这样做过。勒厄德说:“这个理论包含了太多奇怪的论点，不符合我们想象中的时间旅行的定义。”。相反，劳埃德更倾向于采用一种新的时空旅行模式，在这种模式下，任何悖论或冲突都被完全禁止。arXiv.org网站上发布的这一模型理论被称为“后选择模型”，它允许人们回到过去的时间和空间，但禁止一切可能导致未来悖论的行为。这一理论避免了传统理论中时空旅行者的旅行最终发展成与他自己的存在相矛盾的情况。劳埃德说:“在我们版本的时空旅行模型中，可能导致冲突的因素受到严格控制。”但也有后果。这将导致一些小概率事件发生的频率增加，即使概率很小。“如果你在过去的时间和空间里做了很小的改变，就不会有矛盾或悖论。这看起来不错，但这意味着你非常接近于制造一个悖论，开始时非常小的变化将被无限放大。”查尔斯·贝内特说。他来自纽约的IBM沃森研究中心。例如，如果一个子弹制造商知道他制造的一颗子弹将来会被用来杀死一个时间旅行者的祖父，他肯定会尝试把它制成一颗有缺陷的子弹，或者在那个时候找到一种使枪堵塞的方法。或者任何其他方法，使子弹无论如何也不能在最后一刻击中目标。在这样的假设下，旅行者的祖父变成了一个“难以摆脱的家伙”但是加拿大滑铁卢周边研究所的物理学家丹尼尔·戈特斯曼说，基于这一假设的情况仍然非常危险。“问题是，当我们过去以某种方式改变一些物理条件时，一些奇怪的现象会发生，这几乎是不可避免的，”他说。“我们正在做的是时间旅行。也许你应该为奇怪的现象做好准备。”在5月份发表在arXiv.org网站上的另一篇论文中，劳埃德和他的团队展示了一个基于光子“后选择模型”的实验。尽管他们最终没能将光子送回过去，但他们成功地将它置于量子态。这与时空旅行中可能遇到的现象非常相似。当光子越来越接近“自相矛盾”的状态时，实验的成功率呈下降趋势。这可能非常类似于时间旅行的情况，它防止了矛盾的出现。该实验旨在模拟一条穿越时间和空间的奇怪路径:封闭的时间曲线(CTCs)，它可以将任何东西带回过去，然后回到现在。爱因斯坦方程预测，在封闭时间曲线上的旅行者最终会回到出发前的起点。虽然它在理论上存在，但迄今为止自然界中还没有发现这种现象。一些物理学家认为，这种神秘的奇怪圆圈(指封闭的类时曲线)可能存在于一些时空性质非常不同的奇怪地方。例如，在黑洞深处。南加州大学的理论物理学家托德·布伦说:“尽管这个新模型的预测很奇怪，但它确实构成了一个没有矛盾的美丽和谐的循环。”。"这些论文很有趣。"今天，判断哪种时空旅行方法是最好的，只是一句空话或个人偏好。直到有人在自然界中发现了一条封闭的时间曲线或者建造了一台时间机器。在那之前，没有人知道答案。伯恩说:“我认为这在不久的将来是无法证实的。这些只是一些想法，非常有趣。”