研究顯示量子層面時間旅行或可發生

  新浪科技訊 北京時間6月25日消息,據英國《每日郵報》報道,如果有一名時間旅行者乘坐時光機回到過去並在那裡阻止他/她的祖父母見面,那麼在未來他自己還能出生嗎?

  這就是臭名昭著的“外祖父悖論”,人們常常以此來證明時間旅行的不可能性,然而,有一些科學家卻有不同看法。

  近日,一個科學家小組利用計算機模擬論證了進行時間旅行的光子行為,結果證明,在量子層面上說,外祖父悖論是可以被解決的。這項研究由澳大利亞昆士蘭大學的研究團隊進行,有關研究結果發表在《自然·通訊》雜誌上。

  在這項研究中使用了光子——即光的單個粒子來模擬進行時間旅行的粒子行為。通過對光子行為的研究,科學家們揭開了現代物理中一些怪誕的方面。在模擬中,研究人員考察了進行時間旅行的光子的兩種可能結局。科學家們想知道這顆光子與更早之前的“自己”之間會發生什麼?

  在實驗中,科學家們利用一種相互緊密關聯的、虛構的情景:即假設一顆光子穿越了正常的時空,並與被困在所謂閉合類時曲線(CTC)的蟲洞中的另一顆光子發生相互作用。

  通過對第二顆光子行為的模擬讓他們得以獲知第一顆光子的行為——結果顯示,只要對第二顆光子進行適當的準備,那麼就有可能引導第一顆光子發生相應變化。要想在量子層面上進行操作,你必須盡量選用盡可能微小但卻能獨自存在的粒子,比如說光子。

  然而,宏觀意義上的時空旅行卻會出現嚴重的悖論問題。在1991年,科學家首次提出這樣的想法,即認為時間旅行可以在量子層面上實現,因為量子粒子的行為時無法用經典物理來進行描述的。

  參與這項最新研究的主要科學家之一蒂莫西·拉爾夫(Timothy Ralph)教授表示:“這種粒子的量子效應難以進行研究,因此這就給了它們足夠的空間來迴避可能出現的時間旅行悖論。”

  這項實驗的結果同時也幫助科學家們獲得一個更加清晰的認識,即在物理學最大尺度以及最小尺度上分別適用的兩大理論體系是如何相互關聯的。

  昆士蘭大學的博士研究生馬丁·瑞鮑爾(Martin Ringbauer )表示:“有關時間旅行的話題正好切中我們當下兩種最為成功卻相互不能兼容的物理學體系的交界面,那也就是愛因斯坦的相對論以及量子力學。”

  他說:“愛因斯坦的理論從很大的尺度上描述這個世界——恆星,還有星系。而量子力學則是對最微觀世界的絕好描述。愛因斯坦的理論暗示了回溯時間的可能性,理論上一名時間旅行者可以順著一個時空路徑回到同一空間中較早的一個時間點——即所謂閉合類時曲線(CTC)。

  自從1949年美籍奧地利科特·哥德爾(Kurt G?del )首次提出這一想法以來便一直困擾著物理學家與哲學家們,因為從經典物理的角度來看毫無疑問這將構成一種悖論。

  其中就包括所謂的“外祖父悖論”,即認為一名時間旅行者可以回到過去並阻止他的祖父母結婚,從而讓時間旅行者自己的出生本身成為不可能。這樣一來,這名時間旅行者一開始進行時間旅行這件事也就不可能發生了。

  然而此次這項最新研究卻認為,這樣的互動或許是真的可能發生的,儘管只能是在量子層面上。





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