时间机器:科学家的梦幻本文转自：北京邮电大学出版

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科学的发展实现了古人神话中的飞天梦， 21世纪人类的思想更是飞得更高更远了。在有限的生命时间里漫游宇宙，为了实现一个心愿回到过去或走进未来，也就成为人类殷切期望实现的下一个梦想。爱因斯坦在科学理论上曾经告慰人们说，回到过去和走进未来是可能的，只要有一个稳定的虫洞，即一条贯穿空间和时间的隧道，人就可以跨越时间和空间。然而，跨越时空的旅行真的有可能实现吗?幻想里的时间机器能够制造出来吗?许多人对时间旅行在理论上可行的说法都表示怀疑。
时间旅行充满了诱惑力。遗憾的是，一直以来时间机器都只是一种幻想，因而处于主流科学的边缘。但是在最近几年，时间旅行开始成为一些理论物理学家的个人研究爱好。其中，享有盛名的理论物理学家保罗·戴维斯就颇有把握地向人们宣告：“时间旅行是可行的，而且我知道如何去完成它。”对于制造时间机器，我们首先需要弄清楚的问题是，你是想回到过去还是飞到未来。理论上到未来旅行是很容易的，当你以接近于光速运动或者身处强大的引力场中时，你就会感到时间走得比其他人更缓慢，这就使得你有机会进入到他们的未来。因此，戴维斯在《怎样制造时间机器》一书中非常肯定地指出，飞向未来的“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行” 。
为此，戴维斯满怀信心地决定去尝试设计和制造出时间机器。他把建造虫洞的梦想分为三步。首先是寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道把太空中的两个不同区域联结起来。第二步是使虫洞稳定下来，由量子产生的负能量可以使虫洞允许信号和物体安全地穿越它。负能量会使虫洞变为密度无穷大或接近无穷大，也就是说，它能阻止虫洞演变成黑洞。最后一步是牵引虫洞，用一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来；反之，宇航员若是从相反的方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。根据科学家的描述，虫洞是弯曲时空中连接两地的一条假想捷径，它有两个洞口。如果假设一个洞口在地球附近，另一个洞口在26光年外织女星轨道附近，那么这两个洞口间通过超空间的隧道连接而成的虫洞，其长度可能只有1000米。也就是说，假如我们从地球附近的洞口走进隧道前往织女星，我们只需经过1000米的路程即可到达目的地。对这一条理想化的时间旅行捷径，有不少物理学家表示怀疑。因为，按照爱因斯坦场方程的预言，虫洞的寿命非常短暂，而且在强大辐射的轰击下，它会比以往收缩、关闭得更快，快得就像根本不曾存在过一样。此外，物理学家还没有弄清楚虫洞的曲率是否真的能够通过扭曲作用让真空涨落成为奇点，从而打开虫洞。在自然界中，物理学家并没有发现类似的虫洞生成的方式，他们找不到什么理由去相信宇宙包含了任何会产生虫洞的奇点。即使存在这样的奇点，也无法理解两个奇点能在遥远的超空间里相遇而形成理想化的虫洞。
物理学家的这种怀疑不无道理。理想中假设的在两奇点间出现的超空间，以及可以贯穿虫洞的具有负能量密度的奇异物，都是很难实现的、理想化的难题。既然时空曲率相当于引力，那我们大致上可以这样理解：两个奇点的引力相互作用导致了时空曲率，或者说两奇点间的时空被压缩了。例如，织女星远在26光年外，地球与织女星的这段路程是直线距离，通常的航天器要飞抵织女星，它的航程实际上并不是直线的。如果织女星与地球间的距离被弯曲到1000米，那么，两个洞口处的引力之大是非常惊人的。这就难以想象，处于洞口附近的地球是如何抵御虫洞(尽管它不会演变成黑洞)引力而不被它吞噬掉的呢?至于负能量问题，根据物理学家在最近十几年来所做的一些理论研究显示，由量子效应产生的负能量物质是不可能无限制地加以会聚的，它们会聚得越多，存在的时间就越短。如此说来，虫洞没有负能量物质则不能稳定，有了太多的负能量物质也会不稳定。