根據相對論:我們可以穿越時空回到過去?

2020-12-05 小彭來給您解惑

上一期我通過廣義相對論的場方程提到一個場方程的解:哥德爾解,講解了這個解對應的宇宙模型和我們現有宇宙的差別,哥德爾宇宙模型的時空圖允許一個物體從時間和空間兩個方面同時回到過去,而我們的宇宙只能允許空間回到過去,時間只能一直增加向前走,大家如果沒看上一期可以再看看。

但是上一期我講解的「時空穿越」都是針對去未來,並未講到如何回到過去,所以這一期我準備談談「回到過去」的一些現有理論。首先還是不得不強調相對論對時間的描述,我們知道狹義相對論告訴我們「時間」和「空間」都是具有相對性的,這意味著說只要大家處於不同的慣性系,那麼看到的同一個物體的「空間」和經歷的「時間」都會有所不同,這在前面文章中我寫了很多篇來講解狹義相對論,如果對這個「相對性」還不夠理解的朋友,可以再去看看前面的文章。

當你理解時間這個物理量本身也有快慢之分,那麼你只需利用相對論的效應,讓自己的時間慢下來,那麼別人的時間自然就比你走的快,別人會比你先走向未來,所以你會發現你自己慢慢的穿越到未來去了,但是這種穿越方式有一個致命的問題,那就是你無法穿越到過去。

因為大家的時間雖然有快慢之分,但是總體上都是往未來這個方向走,只不過你走的慢一點而已,你無法扭轉「船頭」做掉頭走向過去,所以利用「時間速度差值」穿越到過去,就不可能了。

有的網友提出一種回到過去的策略,那就是「超光速」,因為根據愛因斯坦狹義相對論,如果你接近光速,你的時間會變慢,如果等於光速你的時間會停止,那麼用腳指頭都可以想出來如果超過光速會如何?肯定時間就會倒流。

這種推理看似非常合理,但是實際卻是錯誤的,為什麼呢?首先目前任何有質量的物體都無法超光速,至少目前我們沒有看到一個超光速的有質量物體,也就是沒有一個反例,我們最多可以看到量子力學裡的糾纏態可以瞬間完成因果關係的建立,但是這種消息的瞬間傳遞,傳遞的卻是一個無質量的信息而已,所以糾纏態對我們超光速並沒有太大意義。

更何況假如某一天我們發明了一種「超光速」技術,能夠讓一個有質量物體超光速,那就能讓這個物體回到過去了嗎?答案是NO,因為你剛剛的推理是建立在狹義相對論的基礎上進行推理的,你靜止時間走的最快,你運動時間走得很慢,你接近光速運動時間變得更慢,你等於光速時間靜止,所以推理出你超光時間就倒流。

但是狹義相對論成立有兩個前提公設:1物理規律在所有慣性系下都一致 2任何物體不可超光速。也就是說你的推理本身就建立在「不可超光速」的邏輯前提上,所以你不能用這個推理去得出結論:如果超光速,時間就會倒流。

再退一萬步,假設我們一律不考慮這些邏輯上的自相矛盾問題,我就得出結論:超光速會帶來時間倒流,那也會存在問題,這個問題我前面的文章也講過。當你等於光速時你的時間的確靜止了,但是你超光速時間倒流,我姑且承認你時間真的倒流了,但是你時間倒流了就意味著你再超光速的那一瞬間,你由於時間倒流,讓你又回到超光速前的狀態了,這樣一來你的時間又變得正向走了,然後你又得重新加速去超光速,每次加速超光速的一瞬間你時間又倒流,然後你又回到超光速前的狀態,這樣一來反反覆覆你永遠也無法超光速成功,所以也就無法回到歷史。

讀到這裡有的朋友可能會覺得,你這完全是在打擊我們回到過去的信心啊,照這樣說那豈不是根本就無法回到過去了?哈哈,其實穿越到未來還好,不會引發一系列的重大問題,但是回到過去就不一樣了,比如假設你回到過去,把你的曾祖父殺了,那麼你又是從哪裡來的呢?你就不存在了,那就不可能回到過去殺曾祖父,所以曾祖父還活著,既然曾祖父活著,你應該也會活著才對,所以你又可以回去殺曾祖父,形成一個典型的「曾祖父悖論」。

但是就目前的理論來看,只有愛因斯坦的相對論能夠有可能構造一個時間機器,讓人回到過去,但是請注意,一旦回到過去,你必須把剛剛類似的「曾祖父悖論」解決掉才行,否則永遠也無法回到過去。下一期我將繼續講解一個回到過去目前理論比較支持的方法,這個方法與黑洞有關,下期見。我是百家號《小彭來給您解惑》,如果喜歡我的文章可以關注我,如果對文章有異議可以留言評論。

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    看過太多關於穿越時空的新聞後,很多人已經相信穿越時空現象的存在,只是人們還沒有解開穿越時空的奧秘。那麼人真多能夠穿越時空嗎?我們先來聽聽愛因斯坦和霍金是怎麼說的:愛因斯坦說過,有兩種方法可以穿越時空。第一種,相對論中說過,當物體的速度超過光速,就可以扭曲時間。第二種,在高磁場的地方,也可以扭曲時空。霍金也說過兩種穿越時空的方法。
  • 如果能穿越時空,你願意回到什麼時候
    當講起穿越的時候,可能很多人都有幻想自己也能穿越時空,回到古代或者回到未來、回到過去的某一個時間去做某一件事。但是你真的相信穿越嗎?如果真的能穿越你願意用哪一種方式穿越。愛因斯坦的狹義相對論,我想肯定很多人都知道,超過光速就可以超越時間進行時空穿越。電影超人中也講到:超人圍繞地球轉了很多圈後,改變了時間,穿越到另外一個時間段。但是超過光速只是一個理論,無法實現對光速的超越,也就不可能進行穿越。但是你相信平行宇宙的穿越嗎?平行宇宙是什麼?
  • 愛因斯坦相對論,時間可以倒流,真的可以回到過去嗎?
    在科幻電影中,經常有一些關於穿越時空回到過去的主題,所以我們一直以來都有一種希望,可以穿越時空,去到過去或者未來。而且許多人堅信,隨著人類文明的進步,總有一天我們能夠破解時間的奧秘,開啟時空穿梭的大門。然而很多物理學家似乎給我們關上了這扇大門。
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    如果現在實現了超光速,那並不能說明可以穿越時空了,那只能說明相對論錯了,那後面的一切推力演繹就是建立在錯誤的假設之上,所以也就是錯了。 也就不存在時間膨脹,尺縮效應,鍾慢效應等等現象,也就沒有了穿越時空的可能性。
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    我們經常能看到穿越題材的電影,甚至每個人都思考過類似的問題。但大部分是都將其視為茶餘飯後的調侃。今天我們研究一下是否可以穿越到古代。穿越的可能性在中學物理課本上是不可能的,也是被禁止的。在牛頓的觀點中,時間和空間是絕對的,時空是獨立而均勻的。而穿越的基石理論就是將時空融合在一起,這樣現有的時空和以往的時空才有所關聯。第一條涉及的就是狹義相對論,其最顯著的結論:速度越快,時間流逝越慢。