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时空扭曲犹如"时间机器" 或可克隆任何已存物体

http://www.kexue.com 2014-01-15 09:30:37 腾讯科学  发表评论


科学家从封闭类时曲线角度出发,发现其可能对时间旅行的物体进行完美的克隆

  在科幻小说中,时间旅行往往是一种可以改变历史的方法,比如“回到未来”等,现在研究人员发现时间机器不仅具有在时间轴上前进和后退的功能,还拥有另一个强大的功能,即克隆物体,形成一个完美的副本。事实上我们都是时间旅行者,只不过是向时间轴的前方移动,科学家认为可以通过操纵空间和时间来实现向时间箭头相反的方向移动。

  所有大质量的物体可以导致其周围的时空扭曲,这就像一个巨大质量的球位于曲面上,其附近的球都会沿着测地线向其移动,物理学家提出的时间机器可以弯曲时空,使得时间的箭头指向相反方向,其也被称为封闭类时曲线。根据虫洞理论,可以连接两个遥远的时空,理论上允许宇宙中任何一处到另一处的时空旅行,甚至是到另一个宇宙,在爱因斯坦广义相对论的框架下,虫洞是缩短宇宙间距离的理想途径。

  时间机器向时间反向箭头的旅行也受到限制,任何一个时间旅客不能回到时间机器建造之前的时间点,仅被允许回到时间机器建造之后的时间点。几十年来,科学家一直在探索封闭类时曲线的奥秘,如果该途径可能存在的话,那么将是一个潜在的时间旅行方式,但他们将遇到量子物理学中不可克隆原理的阻挡,也就是说不可完全复制一个量子比特,而在经典物理学中,人们可以找出事物的每一个细节,并且按照某一顺序创造出一个完美的副本,正是由于海森堡不确定性原理的存在,量子物理这样的奇异世界中不可能进行精确的测量行为,对粒子动量和位置的测量无法做到同时精确。

  近25年来,英国牛津大学的理论物理学家David Deutsch认为封闭类时曲线可能违反了不可克隆的原理,这就意味着前者允许任何一个物体出现完美的克隆行为,在11月8日发表在物理评论快报上的论文进一步解释了封闭类时曲线挑战不可克隆原理的证据。

  可以设想一下,有一台建造于2000年的时间机器,而在3000年时有一个人向其中投入了一封信并在2000年至3000年内的某个时间点上取走这封信,从信的角度看,这封信从这个时代的时间机器进入将来虫洞中,但是却从过去的时间点上出现,美国路易斯安那州立大学理论物理学家Mark Wilde和他的同事发现这种情况比以前认为的要复杂很多,其中不止存在一个虫洞行为,可能存在更多的虫洞,在未来和过去间建立了许多通道,进入时间机器内的信封可能在2999年出现,也可能瞬间返回了2998年。

  研究人员发现时间机器内部有可能对任何在时间轴上移动的物体进行精确的复制,包括它的量子细节,对此物理学家David Deutsch认为并不可认为时间机器就会违反不可克隆原理,相反的是,根据该模型,也可能认为封闭类时曲线是需要改进的。(罗辑)

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