科技论文
关键词:时光机、索恩规范、戴维斯规范、环量子论。
第一，索恩规范和戴维斯规范
人类喜欢幻想，期待了解过去和未来。时间旅行似乎是最繁琐的方式。自从英国作家威尔斯在1895年写下他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行就成了科幻小说的热门题材。但是有没有可能造一个机器把人运送到过去或者未来？时光机的梦幻故事能成为理想吗？
在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为:测量两个事物之间的时间距离，取决于观看者如何运动；因为两个运动状态不同的观看者，对于同样的两件事，会经历不同的时长。然而，美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严重地扫除比光速更快的旅行或“时间隧道”旅行。如果这是一个严肃的讨论，那么作者认为这只能是点内的一个想象的世界。因为如果点之外的世界上存在超光速的粒子，时间可以逆转，那么这样一个统一理论的影响将是极其严重的。至此，加德、霍金、索恩、戴维斯等研究时光机的科学家都清醒了。
美国物理学家基普？索恩是相对论的权威。1988年，索恩等人在美国物理学最权威的杂志《物理评论通讯》(Physical Review Newsletter)的express版上发表了原则上有可能完成过去之旅的想法。主要观点是:虽然按照以前的相对论不可能移动到过去，但这种动作可以借助“虫洞”成为可能；因为这个隧道的进入时间和进入时间完全一样。他认为宇宙中存在一个“虫洞”。虽然他不知道实际上是什么，但有人认为这类似于从一端进，从另一端出。当然，虽然这是一条隧道，比如从黑洞进入，从白洞出来的隧道，但是里面的时空是极度扭曲的。索恩把隧道的两个开口(一个是入口A，一个是出口B)作为A和B；这是量子理论概念产生的一个极其微小的洞，随着巨大能量的注入，这个洞会时不时地扩大。在洞口附近，甚至在洞口的中心，都没有一个点(数学上称为奇点)对通道没有障碍。假设有人住在B，开始振动。因为振动是最简单的加速运动，A的时间比B慢，越差越多。比如，当B已经是1998，A可能刚到1993。这个时候，如果有人从外面以最快的速度从B到A，他的世界会突然变成1993。但是，现在还不能说他进入了过去的世界。因为A和B毕竟不在同一个地方(世界)，不像拨个电话就能马上联系上的关系，我们必须把B和A当成不同的世界。根据索恩的理论，来到1993A的人跳进虫洞A，又跳出虫洞B，通过虫洞并不需要时间，所以跳进的瞬间也是跳出的瞬间。就这样，他从与A as 1993相同周边的洞穴中走了出来，地点是出发地B，B是他的故土，脱离故土时是1998，而重新出现在故土时是1993，于是他完成了回到过去的旅行。这类似于唱戏或者演电影。演员可以克隆古代的人和事，舞台和剧本就是时光隧道。
索恩说，如果我们不使用虫洞A或B，我们将以静止的B作为地球，A作为火箭开始。有人在地球上，他发射了一枚无人火箭。火箭可以远程控制——或者一开始就设计好它的方向舵——加速飞行，然后返回地球。假设出发时间是1988，那么回来的时候地球上是1998，火箭上是1993。然而接下来的事情就不一样了。地球上的人登上了返回的火箭，里面装着1993的世界。动植物出发才五年，这是说了很多遍的相对论的结论。如果这样的人打开门再下火箭，外面的地球还是1998，既不有趣也不新奇。因此，索恩构想了一个模型，根据这个模型，火箭和地球(或者宇宙的其他中心)不是通过门相连，而是通过空腔相连。也就是说，假设火箭内部实际上连接着虫洞的一个口，另一个口连接着地球(想回到过去的人所在的中心依然存在)。于是，进入1993火箭的人这次没有再打开火箭的门，而是通过虫洞出现在了地球上。穿越虫洞的过程不需要时间，它的出口是1993，和入口一样。结果那个人从1998地球登上火箭，穿过虫洞，出现在1993地球。读者在这里可能会问:洞的一端是1993，另一端是1998，所以从火箭的1993端进入，从另一端出来，这就是索恩的结论。那么假设你在1998从天涯海角进入，从火箭出来，那是几点？是1993还是1998？索恩的回答是:如果你在1998年从地球的尽头进入虫洞，那么你在1998年将进入火箭。进出洞穴的时间总是一样的。即使洞的一端被加速，使得出口和入口的时间没有不同，进入洞的时间就是离开洞的时间...这就是虫洞的巧妙之处。这里说的时间应该是指在。
[page_break]火箭加速前相对静止时测得的时间。Www.lwfblm.com纸出版联盟
在这里，索恩不讨论物理学所说的超光速粒子，这是索恩的规范。这也是戴维斯规格。
保罗。戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家。他的科学讨论包括黑洞、量子场论、宇宙的起源、知识的本质和生命的源泉等许多触及人类和宇宙根源的问题。时间机器的制造仍然掌握在小说家或电影特技演员的手中。他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。所以他想弄清楚的问题是，你是想回到过去还是飞向未来？在戴维斯看来，及时造访未来很容易。如果你接近光速或者在强引力场中，你会觉得时间过得比别人慢——你已经进入了他们的未来。飞向未来也叫“限时游”在《如何制作时光机》的开头，戴维斯肯定了“限时游”是可行的，但“不限时游”回到任何时期只是“可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了两种未来访问的方式。一个直接的结果就是停止高速移动。如果我们有一艘速度为99.99999%的宇宙飞船，我们可以在半年内进入3000年。”这种旅行是相对论的结果，与著名的孪生佯谬有关。根据这些理论，人们可以以非常接近光速的速度进行访问，这方面不存在禁区，只是一个资本的问题。为了将一个10吨的载荷加速到光速的99.9%，需要使用100亿焦耳，这相当于全人类几个月的总能量消耗。进一步逼近30万公里每秒的速度，成本肯定会更高。戴维斯认为太空中有取之不尽的能源，我们只需要开发它们。但要在太空停止必要的技术研发，就要做出决议，这在实践中已经成为政治问题；另外，当高速系统停止时，旅游可能只能进入未来却没有办法回来。这是因为时间旅行不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一种时间旅行方法是爱因斯坦在1908年用广义相对论提出的，停止了狭义相对论的扩展，包含了引力对时间的各种影响。这个效应就是引力会让时间变慢，我们也可以验证这一点。例如，地球引力每300年可以使时钟慢1微秒。1976，物理学家罗伯特？维索特和马丁？莱文发射了一枚载有时钟的火箭进入太空。他们观察到这个钟比放在地球上的同一个钟多了1/10微秒。为了将来的拜访，我们只需要应用那些强度远高于地球引力的引力场，比如中子星引力场。中子星是在耗尽自身燃料后，由于自身质量的影响而收缩到只有原来体积的一小部分，但整体质量保持在较高水平的天体；其中一些中子星只比地球上的一个城市大一点点，但它们的质量超过了太阳。它们自身强大的引力把自己的原子变成一束中子，会产生比地球引力明显得多的时间扭曲:中子星上的7年相当于地球上的10年，所以只要让我们的飞船到达这样的中子星(比如巨蟹座星云里的那颗)就可以在未来迈出一大步。但问题是，我们如何才能建造一艘能够承受中子星周围极端条件的宇宙飞船。在这种情况下，我们也不能从未来返回。
戴维斯认为相对论允许过去观光。就广义相对论而言，时空可以弯曲到与自身相连的地步，因此有可能发明时空阻断曲线。而且，第一个画出封锁时间曲线的人是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特？加德。1948年，Gaarder提出了描述爱因斯坦引力场方程旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一个宇航员可以在太空中旅行，完成回到过去的目的。这是引力影响光的结果。宇宙的旋转导致光(也因此导致事物之间的因果联系)被牵引并包围在其中，这使得一个处于闭环中的物体在空间的闭环中运动，同时也在时间的闭环中行进，在任何时候都不会快于相邻粒子的光速。Gaarder的解释被视为时间逆行不违反相对论的数学证明。的确，他在计算相对论中的引力场方程时，发现在太空中可以找到一条通向旋转宇宙的螺旋轨道。