時間旅行實驗

⑴ 20世紀，蘇聯進行的時空穿越實驗，真的導致8名科學家消失嗎

人類一直在探索這個世界，這個世界上有很多神秘的事件。在面對這些神秘事件的時候，我們曾經幻想過擁有很多神奇的力量，比如穿越、無限的力量、飛翔等等，但現在看來，這些似乎都存在於電影中。

雖然目前我們還沒有直接意識到這些東西，但是人類從來沒有停止過對這些東西的探索。似乎很多神奇的事情都是逐漸實現的，只是穿越還停留在我們的幻想中。

根據蘇聯，官方的說法，這只是一次偶然的爆炸實驗，但我們不知道其中發生了什麼。此外，美國的科學家也在密切開展相關實驗。有傳言稱，美的科學家曾經在南極，上空發現了時間隧道，但對於時空旅行來說，仍有一個巨大的謎團有待解開。

⑵ 時間旅行能實現嗎

1949年庫爾特·哥德爾發現了廣義相對論允許的新的時空。這首次表明物理學定律的確允許人們在時間里旅行。哥德爾是一名數學家，他因證明了不完備性定理而名震天下。該定理是說，不可能證明所有真的陳述，哪怕你把自己限制去證明在像算術這么一目瞭然而且枯燥的學科中所有真的陳述。這個定理也許是我們理解和預言宇宙能力的基本極限，然而迄今它還未成為我們尋求完整統一理論的障礙。

哥德爾在和愛因斯坦於普林斯頓高級學術研究所度過他們晚年時通曉了廣義相對論。他的時空具有一個古怪的性質：整個宇宙都在旋轉。人們也許會問：「它相對於何物而旋轉？」其答案是遠處的物體繞著小陀螺或者陀螺儀的指向旋轉。

這導致了一個附加的效應，一位航天員可以在他出發之前即回到地球。這個性質使愛因斯坦非常沮喪，他曾經以為廣義相對論不允許時間旅行。然而，鑒於愛因斯坦對引力坍縮和不確定原理的無端反對，這也許反而是一個令人鼓舞的跡象。因為我們可以證明，我們生存其中的宇宙是不旋轉的，所以哥德爾找到的解並不對應於它。它還有一個非零的宇宙常數。宇宙常數是當愛因斯坦以為宇宙是不變時引進的。在哈勃發現了宇宙的膨脹後，就不再需要宇宙常數，而現在普遍認為它應為零。然而，之後從廣義相對論又找到其他一些更合理的時空，它們允許旅行到過去。其中之一即是旋轉黑洞的內部。另外一種是包含兩根快速穿越的宇宙弦的時空。顧名思義，宇宙弦是弦狀的物體，它具有長度，但是截面很微小。實際上，它們更像在巨大張力下的橡皮筋，其張力大約為1億億億噸。把一根宇宙弦繫到地球上，就會把地球在1/3O秒的時間里從每小時零英里（1英里= 1.609公里）加速到每小時60英里（1英里=1.609公里）。宇宙弦初聽起來像是科學幻想物，但有理由相信，它在早期宇宙中可由在第五章討論過的那種對稱破缺機制而產生。因為宇宙弦具有巨大的張力，而且可以從任何形態起始，所以它們一旦伸展開來，就會加速到非常高的速度。

哥德爾解和宇宙弦時空一開始就扭曲，使得總能旅行到過去。上帝也許會創生了一個如此捲曲的宇宙，但是我們沒有理由相信他上帝會這樣做。微波背景和輕元素豐度的觀測表明，早期宇宙並沒有允許時間旅行的曲率。如果無邊界設想是正確的，從理論的基礎上也能導出這個結論。這樣問題就變成：如果宇宙初始就沒有時間旅行所必須的曲率，我們能否隨後把時空的局部區域捲曲到這種程度，以至於允許時間旅行？

快速恆星際或星系際旅行是一個密切相關的問題，也是科學幻想作家所關心的。根據相對論，沒有東西比光運動得更快。因此，如果我們向我們最近鄰的恆星α-半人馬座——發送空間飛船，由於它大約在4光年那麼遠，所以我們預料至少要8年才能等到旅行者們回來報告他們的發現。如果要去銀河系中心探險，至少要10萬年才能返回。相對論確實給了我們一些寬慰。這就是在第二章提及的雙生子佯謬。

因為時間不存在惟一的標准，而每一位觀察者都擁有他自己的時間。這種時間是用他攜帶的時鍾來測量的，這樣航程對於空間旅行者比對於留在地球上的人顯得更短暫是可能的。但是，這對於那些只老了幾歲的回程的空間旅行者，並沒有什麼值得高興的，因為他發現留在地球上的親友們已經死去幾千年了。這樣，科學幻想作家為了使人們對他們的故事有興趣，必須設想有朝一日我們能運動得比光還快。大部分這些作家似乎未意識到的是，如果你能運動得比光還快，則相對論意味著，你能向時間的過去運動，正如以下五行打油詩所描寫的那樣：

有位年輕小姐名懷特，
她能行走得比光還快。
她以相對性的方式，
在當天剛剛出發，
卻已在前晚到達。
關鍵在於相對論認為不存在讓所有觀察者同意的惟一的時間測量。相反地，每位觀察者各有自己的時間測量。如果一枚火箭能以低於光的速度從事件A（譬如 2012年奧林匹克競賽的100米決賽）至事件B（譬如α-半人馬座議會第 100，004屆會議的開幕式），那麼根據所有觀察者的時間，他們都同意事件A發生於事件B之先。然而，假定飛船必須以超過光的速度才能把競賽的消息送到議會，那麼以不同速度運動的觀察者關於事件A和事件B何為前何為後就眾說紛紜。按照一位相對於地球靜止的觀察者，議會開幕也許是在競賽之後。這樣，這位觀察者會認為，如果他不理光速限制的話，該飛船能及時地從A趕到B。然而，在α-半人馬座上以接近光速在離開地球方向飛行的觀察者就會覺得事件B，也就是議會開幕，先於事件A，也就是百米決賽發生。相對論告訴我們。對於以不同速度運動的觀察者，物理定律是完全相同的。

這已被實驗很好地檢驗過。人們認為，即使用更高級的理論去取代相對論，它仍然會被作為一個特性而保留下來。這樣，如果超光速旅行是可能的，運動的觀察者會說，就有可能從事件B，也就是議會開幕式，趕到事件A，也就是百米競賽。如果他運動得更快一些，他甚至還來得及在賽事之前趕回，並在得知誰是贏家的情形下放下賭金。

要打破光速壁壘存在一些問題。相對論告訴我們，飛船的速度越接近光速，用以對它加速的火箭功率就必須越來越大。對此我們已有實驗的證據，但不是空間飛船的經驗，而是在諸如費米實驗室或者歐洲核子研究中心的粒子加速器中的基本粒子的經驗。我們可以把粒子加速到光速的99．99％，但是不管我們注入多少功率，也不能把它們加速到超過光速壁壘。空間飛船的情形也是類似的：不管火箭有多大功率，也不可能加速到光速以上。

這樣看來，快速空間旅行和往時間過去旅行似乎都不可行了。然而，還可能有辦法。人們也許可以把時空捲曲起來，使得A和B之間有一近路。在A和B之間創造一個蟲洞就是一個法子。顧名思義，蟲洞就是一個時空細管，它能把兩個幾乎平坦的相隔遙遠的區域連接起來。

蟲洞兩個端點之間在幾乎平坦的背景里的分離和通過蟲洞本身的距離之間沒必要有什麼關系。這樣，人們可以想像，他可以創造或者找到一個從太陽系附近通到。半人馬座的蟲洞。雖然在通常的空間中地球和α-半人馬座相隔20萬億英里（1英里=1.609公里），而通過蟲洞的距離卻只有幾百萬英里（1英里=1.6O9公里）。這樣百米決賽的消息就能趕在議會開幕式前到達。然後一位往地球飛去的觀察者也應該能找到另一個蟲洞，使他從α-半人馬座議會開幕在賽事之前回到地球。因此，蟲洞正和其他可能的超光速旅行方式一樣，允許人們往過去旅行。

時空不同區域之間的蟲洞的思想並非科學幻想作家的發明，它的起源是非常令人尊敬的。

1935年愛因斯坦和納珍·羅森寫了一篇論文。在該論文中他們指出廣義相對論允許他們稱為「橋」，而現在稱為蟲洞的東西。愛因斯坦——羅森橋不能維持得足夠久，使得空間飛船來得及穿越：蟲洞會縮緊，而飛船撞到奇點上去。然而，有人提出，一個先進的文明可能使蟲洞維持開放。人們可以把時空以其他方式捲曲，使它允許時間旅行。可以證明這需要一個負曲率的時空區域，如同一個馬鞍面。通常的物質具有正能量密度，賦予時空以正曲率，如同一個球面。所以為了使時空捲曲成允許旅行到過去的樣子，人們需要負能量密度的物質。

⑶ 霍金的時間實驗是什麼

是他證明時間旅行不可能嗎？詳細如下「穿越時空」一直是不少人津津樂道的話題。「穿越」在現實生活中究竟能否成真？英國知名理論物理學家斯蒂芬·霍金精心安排一次時間旅行者宴會後認定，「穿越」不可能。 
邀請「穿越者」 
英國《每日郵報》3日報道，霍金2009年6月28日設下宴席，等待時間旅行者光臨。視頻分享網站「Youtube」上的一段視頻顯示，霍金在一間布置了氣球、香檳和美食的房間里等待，房間里掛著大大的標語，上書「歡迎時間旅行者」(如圖)。 
為防止一些不速之客在宴會前收到消息，冒充時間旅行者前來「搗亂」，霍金在宴會舉辦前沒有向任何人發出邀請。宴會結束後，他才發出請帖，邀請有「穿越」能力的人士赴宴。 
請帖上寫著：「誠摯邀請你參加時間旅行者的宴會。宴會由斯蒂芬·霍金教授舉辦。」請帖上不但寫明宴會的舉辦地點為英國劍橋大學岡維爾與凱斯學院，還貼心地標明了經緯度。 
霍金認為，如果有未來人看到這份請帖並能「穿越」回過去，那麼他在那次宴會上就會見到貨真價實的「時間旅行者」。 
霍金最後空等一場。科技網站「科技藝術」援引霍金的話報道：「我用實驗證明，時間旅行不可能。」

⑷ 時空穿梭的實驗

時空穿梭理論上可行。看來似乎有些荒誕。但導致了這些科學家如此瘋狂的正是愛回因斯坦的相對論給他們提供答了理論上的支持。愛因斯坦在相對論中指出，在我們的宇宙之中，時間與空間是相互交迭的，當物體的質量與速度不斷增加，其存在的時間和空間也將隨之變化。以前一些實驗，亦證明了它的正確性，其中科學家利用一個粒子加速器把粒子加速到接近光速，便發現這些粒子要比在實驗室放著的其它粒子衰減的慢。

⑸ 如何進行時間旅行

簡單概述編輯本段
時間旅行
時間旅行的概念最早出現在科幻作品中，它是最令人激動的想法之一，登上時間機器，一個人就可以利用控制系統確定任何一個日期（過去或未來），然後時間機器就可以在瞬間將他帶到那個時代。問題是時間機器會產生明顯的悖論，如果一個人可以在他自己出生之前殺死他的父親，從而阻止他自己出生。有些科學家認為，大自然總是巧妙智勝的進行時間旅行的人們，使他們無法完成可以形成任何悖論的行為，也就是說，你無法殺死你的父親，亦或是他自己。但是這種解釋太過於牽強。霍金穿越時間旅行(4) 光速列車讓一周變
實際上時間旅行這個概念本身還是模糊不清的，人們對它極大的興趣恐怕還是源於對時間的過去未來的強烈好奇心。我們來描述一種回到過去的情形，比如你乘坐時間機器回到了過去，看到了你自己，這意味著你必須在童年看到過一個成年的自己。否則就不能自圓其說，就不能稱為回到過去，充其量是見到一個和過去的世界類似的世界。既然是回到過去，就不容一絲一毫的偏差。而同樣，你所見到的那個你在未來同樣要乘坐時間機器再回到過去。而「他」的未來似乎已經由你演繹了，同樣你的未來也已經有一個「你」，也就是你童年見過的哪個「你」演繹過了。而這似乎說一切都已經確定了，大家都在演繹確定的歷史而已。然而顯然我們是可以介入這「歷史」的，時間機器存在的話就意味著你會知道結果，而你可以改變這結果，這就是悖論。時間和宇宙在樸素的概念上都具有唯一性，也就是說，如果宇宙之外還有一個宇宙，人們自然會把這兩個宇宙合稱為一個宇宙。但是在純邏輯推理下，確實可以有另一個宇宙（甚至是多宇宙），這兩個宇宙都在獨立按自己的規律發展著，時間旅行就是進入另一個宇宙，你可能會見到另一個宇宙的你。當然在嚴格推理下這種解釋同樣有很多的漏洞，兩個宇一但有聯系的話，相互的影響是有很多問題需要協調的。
實際上時間是沒有方向性的，時間和空間都是我們在描述現實的物質世界時引入的抽象概念，它不是如物質粒子這樣客觀的實體，是為了對現實世界進行數學描述時引入的一種度量概念。時間與空間在這些數學公式中的地位是極其相似的，但是有一點不同，時間是不能靜止的，它總給人一種在不斷「流逝」的感覺。但事實上這是因為世界是在不斷變化中的，這才是讓我們認為時間在「流逝」的根本原因。如果你被時間這個概念困惑的話，不如說，時間根本是不存在的，存在的不過是一個不斷演化的宇宙。時間的概念就是對這個演化宇宙進行描述時產生的，但是現在我們竟然希望用自己意識里的一個概念來主宰宇宙的變化規律，希望看到時間的逆轉或者時間的旅行。你可以使用任何技術手段來探知過去和未來的信息，亦或構造過去或未來的現實。你甚至可以在理論上構造多宇宙，產生各種令人驚奇的理論，只要它們沒有違反物理規律，並且有嚴格的數學推理。但是這些都不是時間旅行，不要試圖在時間上跳到未來。
時間確實是可以有快慢之分的，強引力下的時鍾會變慢，如果一個人在這種強引力下沒有被分解掉的話，在他回到地球時，的確會比其它人年輕。但是時間絕不會倒退，和空間哪樣可以沿反方向行進。在狹義相對論中，運動的越快，時間就越慢，所以人們會說當超過光速的時候，時間就會倒過來。但是你應該發現對於超過光速的運動，那個變換因子就成為一個虛數，而只有負數才應該被認為是時間的逆轉。
在現有的科學體系下，時間具有嚴格的單向性。在所有的物理定律中，只有熱力學第二定律帶有時間方向箭頭，這就給人一種時光流淌消逝不再的感覺。因此回首檢閱過去，或者提前觀瞻未來，成為人類的一個永恆夢想。
相對論編輯本段
狹義相對論
時間是相對的，當我們以接近或超過光速的運動的時候，時間會很慢或靜止，也就是說，超光速，那是是我們進入另外的一個空間，或者穿越時空，那個空間就是時間與空間的間隔，從而回到過去的空間。總的來說，每一分，甚至是更少的時間，他們都是一個禁止的空間，而我們就是在這所有的禁止空間中前進的，比如你回到過去的那個禁止空間，你還會再從新的進行靜止空間前行，而不會停在那個禁止空間
可能性編輯本段
愛因斯坦
時間旅行的可能性在理論物理研究領域一直被很嚴肅地探討著。
H•G•韋爾斯在<時間機器>中探討了這些可能性，正好像其他無數的科學幻想作家那樣。科學幻想的許多觀念，如潛水艇以及飛往月亮等等都被科學實現了。那麼，時間旅行的前景如何。
1949年庫爾特·哥德爾庫爾特·哥德爾發現了廣義相對論允許的新的時空。這首次表明物理學定律的確允許人們在時間里旅行。哥德爾是一名數學家，他因證明了不完備性定理而名震天下。該定理是說，不可能證明所有真的陳述，哪怕你把自己限制去證明在像算術這么一目瞭然而且枯燥的學科中所有真的陳述。這個定理也許是我們理解和預言宇宙能力的基本極限，然而迄今它還未成為我們尋求完整統一理論的障礙。
哥德爾在和愛因斯坦於普林斯頓高級學術研究所度過他們晚年時通曉了廣義相對論。他的時空具有一個古怪的性質：整個宇宙都在旋轉。人們也許會問：「它相對於何物而旋轉？」其答案是遠處的物體繞著小陀螺或者陀螺儀的指向旋轉。
這導致了一個附加的效應，一位航天員可以在他出發之前即回到地球。這個性質使愛因斯坦非常沮喪，他曾經以為廣義相對論不允許時間旅行。然而，鑒於愛因斯坦對引力坍縮和不確定原理的無端反對，這也許反而是一個令人鼓舞的跡象。因為我們可以證明，我們生存其中的宇宙是不旋轉的，所以哥德爾找到的解並不對應於它。它還有一個非零的宇宙常數。宇宙常數是當愛因斯坦以為宇宙是不變時引進的。在哈勃發現了宇宙的膨脹後，就不再需要宇宙常數，而現在普遍認為它應為零。然而，之後從廣義相對論又找到其他一些更合理的時空，它們允許旅行到過去。其中之一即是旋轉黑洞的內部。黑洞模擬圖另外一種是包含兩根快速穿越的宇宙弦的時空。顧名思義，宇宙弦是弦狀的物體，它具有長度，但是截面很微小。實際上，它們更像在巨大張力下的橡皮筋，其張力大約為1億億億噸。把一根宇宙弦繫到地球上，就會把地球在1/3O秒的時間里從每小時零英里（1英里= 1.609公里）加速到每小時60英里。宇宙弦初聽起來像是科學幻想物，但有理由相信，它在早期宇宙中可由對稱破缺機制而產生。因為宇宙弦具有巨大的張力，而且可以從任何形態起始，所以它們一旦伸展開來，就會加速到非常高的速度。
哥德爾解和宇宙弦時空一開始就扭曲，使得總能旅行到過去。上帝也許會創生了一個如此捲曲的宇宙，但是我們沒有理由相信他上帝會這樣做。微波背景和輕元素豐度的觀測表明，早期宇宙並沒有允許時間旅行的曲率。如果無邊界設想是正確的，從理論的基礎上也能導出這個結論。這樣問題就變成：如果宇宙初始就沒有時間旅行所必須的曲率，我們能否隨後把時空的局部區域捲曲到這種程度，以至於允許時間旅行？
快速恆星際或星系際旅行是一個密切相關的問題，也是科學幻想作家所關心的。根據相對論，沒有東西比光運動得更快。因此，如果我們向我們最近鄰的恆星α-半人馬座——發送空間飛船，由於它大約在4光年那麼遠，所以我們預料至少要8年才能等到旅行者們回來報告他們的發現。如果要去銀河繫心銀河系探險，至少要10萬年才能返回。相對論確實給了我們一些寬慰。
因為時間不存在惟一的標准，而每一位觀察者都擁有他自己的時間。這種時間是用他攜帶的時鍾來測量的，這樣航程對於空間旅行者比對於留在地球上的人顯得更短暫是可能的。但是，這對於那些只老了幾歲的回程的空間旅行者，並沒有什麼值得高興的，因為他發現留在地球上的親友們已經死去幾千年了。這樣，科學幻想作家為了使人們對他們的故事有興趣，必須設想有朝一日我們能運動得比光還快。大部分這些作家似乎未意識到的是，如果你能運動得比光還快，則相對論意味著，你能向時間的過去運動，正如以下五行打油詩所描寫的那樣：
有位年輕小姐名懷特，
她能行走得比光還快。
她以相對性的方式，
在當天剛剛出發，
卻已在前晚到達。
關鍵在於相對論認為不存在讓所有觀察者同意的惟一的時間測量。相反地，每位觀察者各有自己的時間測量。如果一枚火箭能以低於光的速度從事件A（如2012年奧林匹克競賽的100米決賽）至事件B（如α-半人馬座議會第100，004屆會議的開幕式），那麼根據所有觀察者的時間，他們都同意事件A發生於事件B之先。然而，假定飛船必須以超過光的速度才能把競賽的消息送到議會，那麼以不同速度運動的觀察者關於事件A和事件B何為前何為後就眾說紛紜。按照一位相對於地球靜止的觀察者，議會開幕也許是在競賽之後。這樣，這位觀察者會認為，如果他不理光速限制的話，該飛船能及時地從A趕到B。然而，在α-半人馬座上以接近光速在離開地球方向飛行的觀察者就會覺得事件B，也就是議會開幕，先於事件A，也就是百米決賽發生。相對論告訴我們。對於以不同速度運動的觀察者，物理定律是完全相同的。
這已被實驗很好地檢驗過。人們認為，即使用更高級的理論去取代相對論，它仍然會被作為一個特性而保留下來。這樣，如果超光速旅行是可能的，運動的觀察者會說，就有可能從事件B，也就是議會開幕式，趕到事件A，也就是百米競賽。如果他運動得更快一些，他甚至還來得及在賽事之前趕回，並在得知誰是贏家的情形下放下賭金。
要打破光速壁壘存在一些問題。相對論告訴我們，飛船的速度越接近光速，用以對它加速的火箭功率就必須越來越大。對此我們已有實驗的證據，但不是空間飛船的經驗，而是在諸如費米實驗室或者歐洲核子研究中心的粒子加速器中的基本粒子的經驗。我們可以把粒子加速到光速的99．99％，但是不管我們注入多少功率，也不能把它們加速到超過光速壁壘。空間飛船的情形也是類似的：不管火箭有多大功率，也不可能加速到光速以上。
蟲洞編輯本段
銀河系
蟲洞，又稱蟲孔。這樣看來，快速空間旅行和往時間過去旅行似乎都不可行了。【呵呵呵呵，愛因斯坦好偉大呦！】然而，還可能有辦法。人們也許可以把時空捲曲起來，使得A和B之間有一近路。在A和B之間創造一個蟲洞就是一個辦法。顧名思義，蟲洞就是一個時空細管，它能把兩個幾乎平坦的相隔遙遠的區域連接起來。
蟲洞兩個端點之間在幾乎平坦的背景里的分離和通過蟲洞本身的距離之間沒必要有什麼關系。這樣，人們可以想像，他可以創造或者找到一個從太陽系附近通到。半人馬座的蟲洞半人馬座。雖然在通常的空間中地球和α-半人馬座相隔20萬億英里，而通過蟲洞的距離卻只有幾百萬英里。這樣百米決賽的消息就能趕在議會開幕式前到達。然後一位往地球飛去的觀察者也應該能找到另一個蟲洞，使他從α-半人馬座議會開幕在賽事之前回到地球。因此，蟲洞正和其他可能的超光速旅行方式一樣，允許人們往過去旅行。
建造蟲洞型時間機器的三個不太簡單的步驟
1.尋找或建立一個蟲洞，開辟一個隧道用來連接太空中兩個不同的區域。大型蟲洞可能天然地存在於外太空中，是宇宙大爆炸的遺留物。若事實並非如此，那我們只好湊合著使用比原子更小的蟲洞，它們或者是自然的產物（在我們周圍，每一瞬間都有這種小型蟲洞誕生和消亡），或者是人造產品（就如此處圖中所示，它們由粒子加速器生產出來）。這些更小的蟲洞必須被擴大到實用的尺寸，也許要使用那些在宇宙大爆炸不久之後導致空間膨脹的能量場。
2.使蟲洞穩定下來。注入利用所謂的Casimir效應由量子產生的負能量，蟲洞便允許信號和物體安全地穿越它。負能量會抵制蟲洞坍縮為密度無窮大或接近無窮大的一點的趨勢。換句話說，它阻止了蟲洞演變成黑洞。
3.牽引蟲洞。一艘具有高度先進技術的太空船將蟲洞的入口互相分離開。一個入口可能被安置在中子星表面，那是一顆擁有強大引力場、極度緻密的恆星。強烈的引力使得時間變慢。因為在蟲洞的另一個入口處，時間流逝得更快，結果這兩個入口不但在空間內而且在時間上都被分離開了。
為了觀察真實而顯著的時間撓曲，一個人必須躍出通常的經驗領域。在大型加速器里,亞原子粒子可以被加速到接近光速的程度。這些粒子中的一部分，例如μ介子，擁有一台內置的時鍾，因為它們以確定的半衰期發生衰變；根據Einstein的理論，觀測到在加速器里高速運動的μ介子以慢動作衰變。一些宇宙射線也經歷了驚人的時間撓曲。這些粒子如此接近於光速運動著，以致依照它們的視角，在幾分鍾之內便能穿過銀河系，縱然在地球的參照系中它們似乎花費了數萬年。如果時間膨脹沒發生過，那些粒子絕不會在這里出現。
以高速運動是躍向未來的一種方式。引力則是另一種手段。在Einstein的廣義相對論中，他預言引力可以減緩時間的流逝。與在地下室相比，鍾在頂樓上要走得快一些，在更接近於地心因而也更深入於引力場的情況下，這一現象將愈加顯著。類似地，鍾在太空里比在地面上走得更快。盡管這一效應微乎其微，但它已被精確的時鍾直接測得。的確，在全球定位系統中必須考慮到這些時間撓曲效應。如果他們沒有考慮到這一點，海員、計程車司機和巡航導彈將會發現自己偏離出規定軌道有許多公里。
中子星表面的引力是如此強大，以致時間的流逝速度與地球上相比大約減緩了30%。在這樣一顆恆星上進行觀察，事件看起來就像是快進的錄像。黑洞代表了時間翹曲的極致；在該天體的表面，時間相對於地球來說是停滯的。這意味著，倘若你從附近落入黑洞，在你到達其表面所花費的短暫的時間內，廣闊的宇宙已經歷了無限長的時期。因此，就黑洞外部的宇宙而言，黑洞內部是時間終結的區域。如果一名宇航員可以急速地移動，他能夠十分靠近黑洞並且安然無恙地返回——沒有人不覺得這是富於幻想的，它的魯莽也就別提了，至於前景嘛——他可以躍進遙遠的未來。
到現在為止，我已經討論了在時間中朝未來旅行的情況。那麼逆行又會怎樣呢？這可要成問題得多。1948年，新澤西州普林斯頓高級研究所的Kurt Gabriel提出了愛因斯坦引力場方程的一個描述旋轉宇宙的解。在這個宇宙中，一名宇航員可以在太空中旅行來實現回到過去的目的。這是引力影響了光的結果。宇宙的旋轉導致光（因而也包括事物之間的因果聯系）被拽住並環繞在它的內部，這使得一個處於封閉環內的實物可以在空間的閉環中移動，同時也在時間的閉環中旅行，而任何時候都不會相對鄰近的粒子超光速。Gabriel的解釋被當作數學上的奇談而束之高閣——畢竟，沒有觀測跡象表明宇宙作為整體在旋轉。他的計算結果不過是證明了在時間中逆行並不違背相對論。的確，愛因斯坦表示他曾為自己的理論可能在某些情況下允許回到過去的想法而感到困惑。
其他一些允許回到過去的猜想也已被發現。例如，在1974年，Tulane大學的Frank J. Tipler計算了一個巨大的無限長旋轉柱體，在它的軸線處，宇航員們能夠接近於光速拜訪到自己的過去，即拽曳柱面附近的光線形成環狀。1991年，普林斯頓大學的J. Richard Gott預言了宇宙弦——宇宙學家設想它的結構是在宇宙大爆炸早期產生的——能產生相似的結果。但是20世紀80年代中期所涌現的最逼真的時間機器劇本，是基於蟲洞的概念構想出來的。
在科幻小說中，蟲洞有時被稱作星門；它們提供一條貫通空間中彼此相距很遠的兩點之間的捷徑。跳過一個假想的蟲洞，你可能會在片刻之後出現於銀河系的另一端。蟲洞自然地符合廣義相對論，憑借引力，不僅可以使空間彎曲，而且還能讓時間發生扭曲。理論允許連接空間中的兩點的可選路徑和隧道這樣的東西的存在。數學家提出了多重連結的空間形式。正像穿越山底的隧道要比山表面的道路更短一樣，蟲洞可能也要比貫穿於普通空間的尋常路線來得更短。
卡爾·薩根在其1985年的小說<接觸>中，就利用了蟲洞作為一個虛構的裝置。在薩根的提議下，Kip S. Thorne和他在加州理工學院的同事們著手去考察蟲洞是否與已知的物理學一致。他們的出發點是蟲洞作為一個與黑洞一樣具有可怕引力的物體。但與黑洞不同的是，後者只提供一次沒有目的地的單程旅行，而蟲洞將同時擁有一個出口和一個入口。
由於蟲洞是可穿越的，它必定包含了Thorne所說的奇異物質。實際上，這是某種能產生反重力效果來抵制一個大規模系統因其自身強大的重力而被壓入黑洞的自然趨勢的物質。反重力，或是萬有斥力，能夠由負能量或負壓力產生。眾所周知，負能量狀態存在於特定的量子系統中，它表明Thorne的奇異物質並不被物理學定律所禁止，盡管目前尚不清楚，是否能收集到足夠多的抗重力材料以穩定一個蟲洞。
不久Thorne和他的同事們認識到如果穩定的蟲洞能夠被製造出來，那麼它很容易轉變為一台時間機器。一名穿越蟲洞的宇航員也許不僅能出現在宇宙的某處，而且還會處於某一時期，也就是——在未來或者是過去。
為了使蟲洞適合於時間旅行，它其中的一個洞口應被引到一顆中子星那裡，並安置在接近中子星表面的地方。恆星的引力會減緩蟲洞洞口附近的時間流逝，這使得蟲洞兩端之間的時間差逐漸積累起來。如果兩個埠都放置在空間中合適的地方，那麼時間差將保持凍結狀態。
假設這一差值是10年。一名宇航員從一個方向穿越蟲洞，他將跳到10年後的未來，反之，宇航員若是從另一方向穿越蟲洞，他將跳到10年前的過去。第二位宇航員以高速穿過平常的太空，回到出發點，他也許先於出發之前就回到家了。換句話說，空間中的封閉環可能會演變為時間中的環。一個限制是宇航員不能回到首次建立蟲洞以前的那段時期。
一項可怕的難題是最初創生的蟲洞將會阻礙蟲洞型時間機器的製造。也許空間由這么一類結構自然地串連成一體——宇宙大爆炸的遺留物。如果是這樣的話，一個超級文明大概能使用一個蟲洞。或許，蟲洞是在極小尺度上（所謂的普朗克長度，大約是原子核尺度的10-20那麼小）天然生成的。原則上，這樣一個微小的蟲洞可由脈沖能量來穩定，然後再以某種方式膨脹到可以利用的尺寸。
假如工程上的諸多難題都被克服了，時間機器的生產將會打開因果佯謬的潘多拉魔盒。例如，一個時間旅行者到訪過去，謀殺了還是一個年輕女孩的母親。我們如何弄明白這種事情意味著什麼？如果這個女孩死了，她就不能成為時間旅行者的母親。但倘若這名時間旅行者從未出現過，他就不能回到過去並謀殺自己的母親。
著名的母親佯謬（有時會用其他的家庭親屬關系來系統地闡述）是由於人們或物體能夠在時間中逆行並改變過去時所引發的。一個簡化的版本是以彈珠為例。一顆彈珠穿過了蟲洞型時間機器，隨後便會擊中處於更早時候的自身，從而永遠阻止它進入蟲洞。
佯謬的解決方案源於一個簡單的認識：彈珠不能違背邏輯或違反物理學定律行事。它當然不能以阻止自己的方式去穿越蟲洞，但沒有任何東西會制止彈珠以其他無限多的方式穿過蟲洞。
量子物理編輯本段
半人馬座
時空不同區域之間的蟲洞的思想並非科學幻想作家的發明，它的起源是非常令人尊敬的。
1935年愛因斯坦和納珍•羅森寫了一篇論文。在該論文中他們指出廣義相對論允許他們稱為「橋」，而現在稱為蟲洞的東西。愛因斯坦——羅森橋不能維持得足夠久，使得空間飛船來得及穿越：蟲洞會縮緊，而飛船撞到奇點上去。然而，有人提出，一個先進的文明可能使蟲洞維持開放。人們可以把時空以其他方式捲曲，使它允許時間旅行。可以證明這需要一個負曲率的時空區域，如同一個馬鞍面。通常的物質具有正能量密度，賦予時空以正曲率，如同一個球面。所以為了使時空捲曲成允許旅行到過去的樣子，人們需要負能量密度的物質。
能量有點像金錢：如果你有正的能量，就可以用不同方法分配，但是根據本世紀初相信的經典定律，你不允許透支。這樣，這些經典定律排除了時間旅行的任何可能性。然而，量子定律已經超越了經典定律。量子定律是以不確定性原理為基礎的。量子定律更慷慨些，只要你總的能量是正的，你就允許從一個或兩個賬號透支。換言之，量子理論允許在一些地方的能量密度為負，只要它可由在其他地方的正的能量密度所補償，使得總能量保持為正的。量子理論允許負能量密度的一個例子是所謂的卡西米爾效應，甚至我們認為是「空」的空間也充滿了虛粒子和虛反粒子對，它們一起出現分離開，再返回一起並且相互湮滅。現在，假定人們有兩片距離很近的平行金屬板。金屬板對於虛光子起著類似鏡子的作用。事實上，在它們之間形成了一個空腔。它有點像風琴管，只對指定的音階共鳴。這意味著，只有當平板間的距離是虛光子波長（相鄰波峰之間的距離）的整數倍時，這些虛光子才會在平板之中的空間出現。如果空腔的寬度是波長的整數倍再加上部分波長，那麼在前後反射多次後，一個波的波峰就會和另一個波谷相重合，這樣波動就被抵消了。
因為平板之間的虛光子只能具有共振的波長，所以虛光子的數目比在平板之外的區域要略少些，在平板之外的虛光子可以具有任意波長。所以人們可以預料到這兩片平板遭受到把它們往裡擠的力。實際上已經測量到這種力。並且和預言的值相符。這樣，我們得到了虛粒子存在並具有實在效應的實驗證據。
在平板之間存在更少虛光子的事實意味著它們的能量密度比它處更小。但是在遠離平板的「空的」空間的總能量密度必須為零，因為否則的話，能量密度會把空間捲曲起來，而不能保持幾乎平坦。這樣，如果平板間的能量密度比遠處的能量密度更小，它就必須為負的。
這樣，我們對以下兩種現象都獲得了實驗的證據。第一，從日食時的光線彎折得知時空可以被捲曲。第二，從卡西米爾效應得知時空可被彎曲成允許時間旅行的樣子。所以，人們希望隨著科學技術的推進，我們最終能夠造出時間機器。但是，如果這樣的話，為什麼從來沒有一個來自未來的人回來告訴我們如何實現呢？鑒於我們現在處於初級發展階段，也許有充分理由認為，讓我們分享時間旅行的秘密是不智的。除非人類本性得到徹底改變，非常難以相信，某位從未來飄然而至的訪客會貿然泄漏天機。當然，有些人會宣稱，觀察到幽浮就是外星人或者來自未來的人們來訪的證據（如果外星人在合理的時間內到達此地，他們則需要超光速旅行，這樣兩種可能性其實是等同的）。
然而，任何外星來的或者來自未來的人的造訪應該是更加明顯，或許更加令人不悅。如果他們有意顯靈的話，為何只對那些被認為不太可靠的證人進行？如果他們試圖警告我們大難臨頭，這樣做也不是非常有效的。
一種對來自未來的訪客缺席的可能解釋方法是，因為我們觀察了過去並且發現它並沒有允許從未來旅行返回所需的那類捲曲，所以過去是固定的。另一方面，未來是未知的開放的，所以也可能有所需的曲率。這意味著，任何時間旅行都被局限於未來。此時此刻，柯克船長和星際航船沒有機會出現。

⑹ 如何實現時間旅行和空間旅行

日本和美國科學家們試圖通過科學實驗證明平行宇宙的真實存在，打破困擾量子物理學研究半個世紀的瓶頸。科學家樂觀的相信，也許不久的將來，人類真的會實現時間旅行和空間旅行。 在很多科幻電影里大家都會看到這樣的情節：主人公利用一台可以穿梭往返於不同的時間和空間的時間機器穿梭於時空，改變歷史事件的進程，然後世界就按照兩種可能（改變前和改變後）發展了下去。也就是說一個人在回到自己的過那一時刻開始，宇宙的發展及演化就分成了兩個平行的宇宙。這個人如果改變了歷史，那麼改變前的世界仍然存在，改變後的世界也同時存在——這就是平行宇宙理論最基本的理解。 1954年，一名年輕的美國普林斯頓大學博士研究生休－埃維雷特三世（Hugh Everett III）提出了這個大膽的理論：人類世界存在著平行宇宙。經過半個世紀的研究和探索，美國科學家認為如果可以利用這個理論或證明平行宇宙的存在，人類就可以實現時間旅行，可以實現三維，四維甚至多維空間的旅行。但是平行宇宙理論一直困擾著世界科學界，愛因斯坦、波爾等世界科學泰斗也沒有對這一理論作出明確的定義，有關這一理論的爭議也持續了半個世紀。 日本科學家道雄賀認為，在不久的將來，只要打破平行宇宙理論的瓶頸，人類就可以實現時間旅行和空間旅行。最新的宇宙觀測表明，平行宇宙的概念並非一種理論。宇宙空間是無限的，時間也是無限的。在我們無法觀測的宇宙深處，有和我們一模一樣的宇宙和時間。空間並不只限制在四維，我們處在一個與我們意志相對靜止的空間， 但是時間不同，在我們眼裡時間是相對運動的空間，但是在平行宇宙的空間里，時間是可以突破和創造的。 平行宇宙理論的重要之處在於：自然界存在著大量不斷分化著的平行宇宙。你猶豫著是該進A門還是B門？在一個宇宙中，你會走進A門，而在另一個宇宙中你會走進B門。在我們身邊，存在著無窮多的我們看不到的平行世界。而我們所生活的世界就像收音機，假如我們能找到改變頻率的按鈕，我們就能像科幻故事中所描繪的那樣，從一個宇宙穿行到另一個宇宙，從現在回到過去，從現在到達未來。 為什麼火焰會消失？為什麼有的東西會轉瞬即逝？這是物理學家們正在努力探索的一個真真切切的問題，也是最近科學界一直在探討的話題。有關平行宇宙、平行世界和多重宇宙的理論將繼續成為改變這個世界最熱門的

⑺ 什麼叫時間旅行...什麼叫外祖父實驗

時間旅行就是利用飛行器,穿越蟲洞或者調解速度使之與光速差不多然後版回到過去權或者去將來.不過這些都是些有的沒的,其實以目前來看時間旅行根本就沒可能.

外祖父實驗是:假設你回到過去,並且將你的外祖父在他仍為孩童時殺死.

這是很荒謬的,也就是說如果一個人可以自由的穿梭時間並且改變歷史,他就會遇到矛盾.