时间旅行也许不只是传说

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(文/Lisa Grossman)还记得科技名博之前的一篇文章——
《小盒中的宇宙大爆炸》 吗?在那篇文章中,有一个令谢耳朵伤心欲绝的结论,那就是时间旅行不可能!然而,在接下来的研究中,另一些研究者认为,谢耳朵还是有可能回到属于他的时代的。至少在他们新的算法中,时间旅行成为了可能。

今年4月份,马里兰大学的电气工程师伊戈尔•斯莫利亚尼诺夫(Igor Smolyaninov)和于菊红(Yu-Ju Hung)从他们的宇宙大爆炸装置中得出结论,认为时间旅行只能成为传说。他们利用光在超材料中的传播,模拟了大爆炸中粒子的传播过程。这的确是一个令人震惊的设计,光穿过超材料表面与粒子穿过时空的数学表述相同。然而,结论却是如此令人沮丧,我们无法回到过去或是飞向未来。

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超震惊大爆炸模拟装置

斯莫利亚尼诺夫和于菊红通过他们的模拟装置认为,在超材料中光线无法闭合成为一个圆形的回路。也就是说,时空中粒子无法回到它的起始点。因此,时间旅行只是神话,却永远无法实现。

然而,进一步的研究似乎有了转机。苏格兰圣安德鲁斯大学的物理学家乌尔夫•伦哈特(Ulf Leonhardt)认为,时间旅行也许不只是传说。在斯莫利亚尼诺夫的装置中,只有特定波长和偏振的光才能被选用。因此,伦哈特说:“他们选错了光的偏振态。在他们的装置中,可以完美的制造出一个光回路,也就是说,时间旅行还是可以实现的。”

最后的分歧是斯莫利亚尼诺夫的装置是否选对了光的偏振态。众所周知,光是一种电磁波。因此,在传播过程中,光的传播方向、电场方向和磁场方向两两垂直。而在大爆炸模拟装置中,斯莫利亚尼诺夫要求,光的电场方向必须与超材料的平面垂直,且指向上方,否则时空模拟将不会成立。(注:电场强度E被称为光矢量,而光矢量决定了光的偏振态。)

然而,根据伦哈特的重新演算,他认为斯莫利亚尼诺夫使用的方程还是很给力的,然而,他搞混了电场方向与磁场方向。伦哈特说,需要垂直于超材料平面且向上的是磁场而非电场。如果将斯莫利亚尼诺夫之前的结论做以修正的话,在超材料表面制造一个类时的环路还是有可能的。所以,时间旅行也许不只是传说。

“当然,这并不意味着你真的可以穿越。”伦哈特说,“但是,在这个模拟装置中,的确可以实现时间旅行。”

然而,斯莫利亚尼诺夫仍坚持自己之前的观点,即只有特定偏振态的光才能完成大爆炸的模拟。“你可以制造一个新的物理模拟装置,来实现时间旅行。”他说,“但在我的装置中没门儿!”

 

博主介绍:
Lisa Grossman 2009年毕业于加州大学Santa Cruz分校,科技交流专业。毕业后,她一直从事科技写作工作,从硕士期间便在Science News等地方做编辑,现在在Wired上开博。她的博客内容涉及面相当广,涵盖各个学科。

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