时间旅行可以有?大四学生建立数学模型证明可行性

澎湃新闻 2020-09-27 16:07 大字

原创 UQ News 世界顶尖科学家论坛

澳大利亚昆士兰大学四年级物理本科生热尔曼·托巴尔(Germain Tobar),在导师法比奥·科斯塔(Fabio Costa)博士的指导下,建立了一个新的数学模型,证明时间旅行在理论上是可能的。

经典美国科幻喜剧电影《回到未来》海报,于1985年上映。图|维基百科

这一成果在《经典与量子引力》(Classical and Quantum Gravity)期刊发表。9月24日,《科学》网站转载昆士兰大学官网文章,对此进行了报道。

托巴尔表示:“经典动力学认为,如果你知道一个系统在某个特定时间的状态,就可以了解该系统的全部历史。

“经典动力学有着广泛的应用范围,从向其他星球发射火箭到模拟流体流动。

“例如,如果我知道一个物体在重力作用下,下落的当前位置和速度,我就可以计算出它在任何时候的位置。

“然而,爱因斯坦的广义相对论预言了时间循环或时间旅行的存在——在这种情况下,一个事件既可能已经发生,也可能在未来发生——从理论上讲,它使动力学的研究发生了反转。”

时间旅行。图|Pixabay/CC0 Public Domain

托巴尔表示,一个能够兼顾传统动力学和相对论的统一理论,是物理学家孜孜以求的目标。

“但目前的研究认为,这两种理论不可能同时为真。”托巴尔说。

“作为物理学家,我们想了解宇宙最基本的底层定律。多年来,我一直尝试将动力学与爱因斯坦的预测相结合。”托巴尔说,“我非常好奇,时间旅行在数学上是可能的吗?”

托巴尔和科斯塔表示,他们找到了一种“数字平方”的方法。科斯塔博士说,这些计算可能会在科学上产生令人着迷的结果:“科幻小说中的时间旅行理论上可行。”

“假设你是时间旅行者,试图阻止新冠的零号病人接触病毒;然而,如果你阻止了那个人被感染,你也就不需要回到过去阻止新冠了。这是外祖父悖论的一个变体——这个悖论导致人们认为时间旅行在我们的宇宙中不可能发生。

“一些物理学家则说,时间旅行是可能的,但时间旅行者没有行动的自由,不能做任何会导致悖论发生的事情。”

四年级物理本科生托巴尔(右)和他的导师科斯塔。图|UQ News

但是托巴尔的研究表明,还有上述两种情况以外的可能:事件有可能自我调整,使其与时间旅行者的任何行为在逻辑上保持一致。

托巴尔说:“在新冠零号病人的例子中,你可能会试图阻止零号病人感染。但这样做,你就会感染病毒,成为零号病人,或者其他人会感染。不管你做了什么,重要事件都会在你身边重新调整。”

新冠疫情在全球大肆虐。图|The Daily Guardian

“这意味着,无论你采取什么行动,大流行都会发生,让未来的你有动力回去阻止它。尽管你可能会制造一个悖论,但事件总是会自我调整,以避免任何不一致。”

“我们发现的一系列数学过程表明,在我们的宇宙中,自由意志的时间旅行在逻辑上是可能的,不产生任何悖论。”

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