穿越時空存在嗎, 讓科學來給你解釋

  時光之旅在理論上是可行的，人類可以打開回到過去的大門和通向未來的捷徑。為了實現時光旅行，霍金首先建議人們接納時間作為第四維的觀念。他舉了一個非常簡單的例子：當人們駕駛汽車時，向前直行和向後倒車是第一維，向左或向右轉彎是第二維，在山路上爬坡和下坡是第三維，那麼時間就是第四維。對於物理學家來說，時光隧道也許就是蟲洞。霍金說，蟲洞就在我們周圍，只是小到肉眼無法看見。宇宙萬物都會出現小孔或裂縫，這種基本規律同樣適用於時間。時間也有細微的裂縫和空隙，比分子、原子還要小的空隙被稱作「量子泡沫」，而蟲洞就存在於「量子泡沫」中。

  蟲洞就是五維空間。宇宙萬物都會出現小孔或裂縫，這種基本規律同樣適用於時間。時間也有細微的裂縫和空隙，比分子、原子還要小的空隙被稱作「量子泡沫」，而蟲洞就存在於「量子泡沫」中。

  人類也許能夠捕獲某一個蟲洞，將它放大到足以使人類甚至宇宙飛船從中穿過，但霍金警告說，不要利用時間機器回到過去，因為這將導致違反基本的因果論。

  黑洞

  愛因斯坦提出，世上應該存在讓時間慢下來的地方，以及讓時間加速的地方。時間在地球比在太空運行慢。造成這種影響的原因是地球的質量。愛因斯坦發現，物質會減緩時間運行速度，就像是河的下游一樣。物體越重，對時間的阻力越大。這種驚人的事實為通向未來的時間旅行開啟了大門。

  霍金認為，時空旅行的天然「交通工具」是黑洞。在銀河系中心，擁有銀河系中最重的天體——一個質量相當於400萬個太陽的超大質量黑洞，在自身引力作用下，它被壓縮為一個點。距離這個超大質量黑洞越近，遭遇的引力就越強。一旦距離其過近，連光線都無法逃脫，會被吞噬。這樣的超大質量黑洞對時間具有顯著的影響，令其減緩的速度遠遠超過銀河系中的任何物體。這使得它是台「天然的時間機器」。

  霍金想象宇宙飛船能充分利用這種現象。如果某個航天機構正在控制從地球發射的探測器，他們會發現繞軌道運行一圈的時間為16分鐘。靠近超大質量黑洞，時間就會慢下來。在這裡，引力影響遠比地球引力極端。機組人員的時間將會減慢一半。對於原本每圈要耗費的16分鐘，他們其實僅經歷了8分鐘。

  在廣義相對論中，黑洞的事件視界無法被有限時間線上的任何一個觀察者觀測，其原因之一在於黑洞的屬性，科學家提出了黑洞全息屏理論，雖然觀察者無法在外部了解事件視界，但黑洞內部的卻可能知道整個宇宙的命運。黑洞全息屏理論的結論看上去非常有趣，我們可以從中得出未來和過去的信息。勞倫斯伯克利國家實驗室的恩格爾哈特教授認為黑洞的全息屏從某種意義上看是強引力場的局部邊界，如果這是未來的全息屏，那麼對應的黑洞，如果這是過去的全息屏，對應的是白洞。

  在熱力學的角度，時空也被認為是全息圖，根據全息原理，其與給定區域內的表面積有關，也可進一步解釋為熱力學的時間方向。由於過去和將來的全息屏區域在不同的方向增加，因此時間的方向可以對應著兩種不同類型的全息屏。

  十多年前，霍金曾經問過這樣一個問題：假如時間旅行是可能的，為什麼在我們周圍至今尚未充斥著來自未來世界的時間旅行者呢？這個問題的潛台詞是：時間旅行者沒有來到我們周圍，最有可能的原因是時間旅行在整個時間長河中——也就是永遠——都沒有實現過。當然，霍金並沒有把這樣的問題當作是對時間機器的一個認真的理論詰難。不過，他的這個問題還是引起了一些物理學家的思考，並且他們找到了一種可能的回答：即我們目前所知的有可能實現時間旅行的理論模型，有一個很可能具有普適性的共同特點，那就是不允許時間旅行者回到時間機器存在之前的年代。因此，假如公元2500年有人建造出了時間機器，那麼時間旅行者只能訪問公元2500年之後的年代，他們永遠無法來到我們周圍，更無法像一些科幻小說描繪的那樣，回到史前時代去捕捉恐龍——那些歷史已經或將要無可挽回地被時間長河所吞沒，就像美國物理學家格林(BrianGreene)所說的：在時間機器建造成功之前的每一個年代，都將成為我們以及我們的子孫後代永遠無法觸及的歷史。

  從這個意義上講，如果時間旅行是可能的話，早一天建造出時間機器就是多拯救一天歷史。

  對於這個問題，理論物理學家加來道雄則認為，螞蟻和現代人之間的距離就像現代人和可以操控普朗克能量的文明之間的距離一樣（普朗克能量是探測非常小的距離以及操控時間機器所需要的能量，遠大於我們目前可操控的能量）。因此，時間旅行者即使真的存在，也並不一定會主動接觸現代人。