澳洲科學家完成時間旅行模擬！霍金悖論會被否決嗎？

2009年6月28號，世界聞名的物理學家史蒂芬霍金在劍橋舉辦了一場趴體，香檳美酒應有盡有。霍金邀請了每一個人卻無人出席。對此，霍金並不意外，因為他在趴體結束後才寄出邀請函。他說，那是“對未來時間旅行者的邀請函”。這是霍金對自己1992年對時間旅行的不可能性的推測的驗證。

然而，霍金有可能錯了。最近的實驗證實了時間旅行的可行性，至少在數學上是可行的。該研究直接顛覆我們對宇宙的理解，讓時間旅行從科幻小說變成理論可行，對基礎物理，和量子計算等科學有著重大意義。

封閉類時曲線




對於時間旅行的爭論是因為我們的物理理論中不允許時間旅行。在愛因斯坦的廣義相對論中，引力被描述為被能量與物質彎曲的時空。最極端的引力場，如旋轉黑洞的引力場，理論上能夠彎曲現實，造成時空折回。這樣便形成了一個“封閉類時曲線(CTC：closed timelike curve)”，一個能夠穿越時空回到過去的迴環。

霍金與其他許多物理學家們發現，封閉類時曲線很是可惡，因為任何宏觀物體通過封閉類時曲線都會造成悖論，使其崩塌。1991年，理論學家David Deutsch提出，量子尺度下的不確定性原理能夠避免造成封閉類時曲線悖論。“這很是有趣，在宏觀下會形成悖論，而在量子尺度下，悖論就消失不見了。”昆士蘭大學物理學家Tim Ralph如是說。“這會讓你去想，是否需要創造一個理論，將廣義相對論與量子力學統一起來”

曲線實驗

最近，Ralph和他的博士生Martin Ringbauer領導的團隊第一次模擬了Deutsch的封閉類時曲線模型，測試並驗證了這個20年的舊理論的諸多方面。他們的發現被發表在《自然通訊》上。他們的模擬實驗多數圍繞著如何解決“祖父悖論”這一問題。“祖父悖論”描述的是，一個人通過封閉時間曲線回到過去，並殺死自己的祖父，阻止了自己的出生。



祖父悖論

Deutsch對祖父悖論的量子解決方案是這麼個原理：

試想，不讓人類穿越時空回到過去殺死祖先，而讓一個基本粒子穿越時空回到過去，按下產生粒子機器上的開關。如果粒子能夠按下開關，那麼機器便能發射這個粒子，並讓它回到過去；如果粒子不能按下開關，那麼機器便無法發射粒子。在這個情形下，沒有人能夠確切的知道粒子的發射與否，只能知道其概率。Deutsch這一理論的基本原則是將自我一致性放入量子範疇，認定任何進入閉合曲線的粒子必須有讓曲線閉合的可能性。因此，回到過去的粒子有一定機率會按下開關，產生自己，使曲線閉合。如果回到過去的是人，那麼也必須有可能殺死祖父，有可能殺不死祖父，讓曲線有閉合的可能性，從而逃出悖論。奇特是吧，這就是量子力學。

在Ralph，Ringbauer和同事對Deutsch模型的模擬研究中，他們利用了量子對的量子糾纏效應。量子糾纏是宇宙的基本部分，它在時空上同時起效果，所以改變粒子今天的狀態也會立即改變相同粒子未來的狀態。“我們先同步兩個粒子的計劃狀態，這樣當進入曲線的粒子改變狀態時，第二個粒子也會改變狀態”，Ringbauer這麼說。這相當於創造了兩個相同的人，一個回到過去，一個留在現在，檢測回到過去的人是否會改變現在的人的狀態。“當然，我們並沒有把任何東西送到過去，只是通過模擬，研究經典量子力學中不允許的東西。”Ralph還說：“這個實驗並不能驗證Deutsch的模型，除非能夠通過真正的封閉類時曲線。”

其它理論

Deutsch的模型並不是唯一的。2009年，麻省理工理論學家Seth Lloyd提出了另一個理論，用量子傳送和一種名為“選擇後”(post-selection)機制解決祖父悖論。2011年，Lloyd與加拿大的同事們成功完成了模型模擬。“Deutsch的理論摧毀了關聯性。在他的理論中，時間旅行者在封閉類時曲線中對未來沒有任何影響。而我的理論則保存了關聯性，時空旅行者能回到過去，那麼他就記得過去。”

Lloyd的模型讓CTC在信息處理上顯得不那麼牛逼，不過仍然要高出現今計算機在時空上的表現。“CTC能夠幫助處理的問題大致類似於乾草垛裡找針”，Lloyd說，“不過Deutsch模型下的CTC只能告訴我們為什麼會有個乾草垛。”

不過，Lloyd承認關於CTC的一切都是猜測。他說：“沒有人知道哪種模型是對的。甚至可能都是錯的。”當然，他又補充道，也許霍金是對的，根本不會存在時間旅行。

來源：煎蛋

未知的事物太多了，連我們的世界到底存在在那裏也沒有人能証實，一切都只是理論而已

如果真的存在時間旅行者的話應該也會考慮時空連續體崩潰而不能干涉以前的事物

有趣的問題，可惜我量子力學沒學好，廣義相對論沒學過，有點看不懂Q__Q

rgy 發表於 2014-9-4 23:04
有趣的問題，可惜我量子力學沒學好，廣義相對論沒學過，有點看不懂Q__Q

恩........所以說就是

那個..那個...


甚麼..甚麼的.......


其實我根本看不懂...

估不到澳洲也在量子物理學上有相當的研究，太強了