無悖論時空旅行:你真的可改變過去,但事件結果永遠不會變

作者 | 發布日期 2020 年 09 月 29 日 13:45 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


有關時空旅行一個最大的悖論是,假如你回到過去改變了已發生的事實、導致接下來發展軌跡和原本歷史不太一樣,該如何確保如今的你還能存在?穿梭在時空之中會給宇宙基本規則帶來很多問題,究竟時空旅行是否可能實現這問題一直在困擾著科學家。不過現在,一位物理學家似乎想出了「無悖論」時空旅行的數學解釋。

科幻小說中,讓時光倒流或回到過去改變已發生的遺憾,始終是個讓人津津樂道的主題,根據愛因斯坦的廣義相對論預測,時空可能具有封閉類時曲線(closed timelike curve,CTC),物質粒子會返回起始點,從理論上講,觀察者可以回到過去並與過去的自己互動。

然而這便引發一個讓研究人員相當頭疼的邏輯悖論,也就是祖父悖論(Grandfather paradox):假如你回到過去,在你父親出生之前殺死了你的祖父母,那麼你父親不會誕生、也就不會有你,那麼你如何存於「現在」然後回到過去?又或者,假如你回到過去阻止了武漢肺炎(COVID-19)第一個感染者的出現,防止武漢肺炎全球大流行,但這樣一來也消除了你當初回到過去的動機,從邏輯上講這是悖論,深深影響我們採取任何行動的自由度。

然而解決方法可能很簡單。在澳洲昆士蘭大學物理學家 Fabio Costa Costa 協助下,昆士蘭大學學士 Germain Tobar 發表的新數學計算結果表明,時空可能會自我調整,以避免產生悖論。換句話說,那些已發生的重大事件會自行重新校準,無論你改變了什麼,該發生的都不會停止,比如你阻止了原該出現的第一個武漢肺炎感染者,那麼病毒仍會透過其他途徑轉移到另一個人身上,照樣引發全球大流行,照樣會有另一個人想嘗試回到過去阻止大流行。

從確定性過程(沒有任何隨機性)對時空連續體中任意區域的影響,到 2 條封閉類時曲線可以符合自由意志與古典物理學規則,這一系列數學過程證明,在我們的宇宙中,具有自由意志的時空旅行確實可能在沒有任何悖論的情況下發生——你能隨心改變過去,但是最終結果與現狀都不會有任何不一致。

已故理論物理學家史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)在最後一本著作中曾說過,也許人類終有一天會進行時空旅行,現在想想這篇新研究,人類確實有機會來一趟時空旅行,但時空也會相應地進行自我調整。你改變了,你什麼也沒改變。

看來數學方程喜歡宿命論。新研究發表在《Classical and Quantum Gravity》期刊。

(首圖來源:pixabay