们在上
章讨论
,为什
们看到时间向前进;为什
无序度增加并且
们记住过去而不是将来。时间好像是
条笔直
铁轨,人们只能往
个方向前进。
如果该铁轨有环圈以及分叉,使得直往前开动
火车却返回原先通过
车站,这是怎
回事呢?换言之,人们可能旅行到未来或过去吗?,
H·G·韦尔斯在《时间机器》中探讨这些可能性,正好像其他无数
科学幻想作家那样。科学幻想
许多观念,如潜水艇以及飞往月亮等等都被科学实现
。那
,时间旅行
前景如何呢?
1949年库尔特·哥德尔发现广义相对论允许
新
时空。这首次表明物理学定律
确允许人们在时间里旅行。哥德尔是
名数学家,他因证明
不完备性定理而名震天下。该定理是说,不可能证明所有真
陈述,哪怕你把自己限制去证明在像算术这
目
然而且枯燥
学科中所有真
陈述。这个定理也许是
们理解和预言宇宙能力
基本极限,然而迄今它还未成为
们寻求完整统
理论
障碍。
哥德尔在和爱因斯坦于普林斯顿高级学术研究所度过他们晚年时通晓广义相对论。他
时空具有
个古怪
性质:整个宇宙都在旋转。人们也许会问:“它相对于何物而旋转?”其答案是远处
物体绕着小陀螺或者陀螺仪
指向旋转。
这导致个附加
效应,
位航天员可以在他出发之前即回到地球。这个性质使爱因斯坦非常沮丧,他曾经以为广义相对论不允许时间旅行。然而,鉴于爱因斯坦对引力坍缩和不确定原理
无端反对,这也许反而是
个令人鼓舞
迹象。因为
们可以证明,
们生存其中
宇宙是不旋转
,所以哥德尔找到
解并不对应于它。它还有
个非零
宇宙常数。宇宙常数是当爱因斯坦以为宇宙是不变时引进
。在哈勃发现
宇宙
膨胀后,就不再需要宇宙常数,而现在普遍认为它应为零。然而,之后从广义相对论又找到其他
些更合理
时空,它们允许旅行到过去。其中之
即是旋转黑洞
内部。另外
种是包含两根快速穿越
宇宙弦
时空。顾名思义,宇宙弦是弦状
物体,它具有长度,但是截面很微小。实际上,它们更像在巨大张力下
橡皮筋,其张力大约为1亿亿亿吨。把
根宇宙弦系到地球上,就会把地球在1/3O秒
时间里从每小时零英里(1英里=1.609公里)加速到每小时60英里(1英里=1.609公里)。宇宙弦初听起来像是科学幻想物,但有理由相信,它在早期宇宙中可由在第五章讨论过
那种对称破缺机制而产生。因为宇宙弦具有巨大
张力,而且可以从任何形态起始,所以它们
旦伸展
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