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到過去的時間中旅行
（2006年07月13日 15:15）
來源︰《太空探索》
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□作者: 李龍臣
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索恩的時間機器需要蟲洞的出入口和飛船以近光速飛行，我們前面已經說到，這是難以做到的。我們討論的是以低速進行的時間旅行的時間機器。
那麼，如何建造這樣的時間機器呢？霍金在2000年出版的《果殼中的宇宙》一書中指出，需要負能量才能建造有限的時間機器。這實際上又回到了哥德爾解，因為哥德爾解需要的宇宙常數，即暗能量，其值正是負的。
我們知道，物質具有正能量。因而在充滿物質的時空中，要建造時間機器進行時間旅行是不可能的。但是，霍金認為，從他對黑洞輻射的研究中可以證明，出現能量為負的局部區域是可能的。
量子起伏和負能量
量子理論認為，在宇宙真空中也有能量起伏。這使虛粒子對可以從這種能量起伏中，用借貸能量的方法產生。這樣，在表觀上空虛的空間也充滿著虛粒子對。這些虛粒子對成員，一個具有正能量，一個具有負能量，其總能量是平衡的。
由于借貸來的能量需要馬上歸還，而且越快越好，才能再借不難。這就是虛粒子對同時出現，然後相互分開，再迅速相遇湮滅消失，將能量歸還。
在有黑洞存在的地方，帶有負能量的虛粒子對成員能夠進入黑洞，而帶有正能量的虛粒子對成員趁機逃之夭夭，而成為實粒子（組成物質的粒子）。這正是黑洞的輻射。黑洞因吸收帶負能量的虛粒子對成員而損失質量，使質量慢慢蒸發，黑洞視界逐漸縮小。
黑洞的輻射蒸發表明，在量子水平上，黑洞視界上的能量有時可以是負的。這時，彎曲時空不是使光線向內彎曲而集中，而是相互發散開去，即時空向建造時間機器需要的方向彎曲。
這樣，一個先進的文明，就有可能建造一艘飛船，使它的邊界上的能量是負的，就像黑洞的視界上具有負能量一樣。這艘飛船就是一部時間機器。憑借這部時間機器，就可到過去的時間旅行了。
幾率和危險
霍金認為，存在著粒子在時空中的一個閉合圈環上不斷循環的歷史，這雖然不能用粒子檢測器直接觀測到，但在許多實驗中已經測量到它們的間接效應。由此可見，時間旅行確實發生在微觀尺度上，但我們觀察不到。
量子理論雖然允許在微觀尺度上的時間旅行，但霍金分析指出，像人和飛船這樣的宏觀物體實現時間旅行的概率是很小的，因為在宏觀時空尺度上形成時間圈環的概率極其微小。霍金估計，進行時間旅行的概率小于10-60。但霍金幽默地說，這不等于某個從未來的時間回來的雜種殺死其祖父可能性的微弱。或許如此，一些科學家提出“自恰律”，用以對回到過去時間旅行的人進行約束；另一些科學家提出歷史年表保存（時序防衛）假說，主張物理定律應協同防止宏觀物體的時間旅行；更有一些科學家一听說時間旅行就去拿槍。
當然，即使造出了時間機器，進行時間旅行也是很危險的。霍金指出，時間機器的邊界與黑洞的視界是有差別的。其中一個重要差別是，時間機器的邊界上是不斷轉圈的閉合光線，其中的虛粒子會不斷重復地把能量帶回到同一點，這就使時間機器邊界上形成無限大的能量。在載人飛船或宇宙探測器穿過邊界，進入時間機器時，會被那里的輻射閃電所摧毀。
當然，先進文明可用高技術將在閉合圈環中運動的虛粒子驅逐一部分，使時間機器邊界上的能量變成有限的，以避免輻射閃電發生。但霍金仍然擔心，這樣一來時間機器是否穩定。像蟲洞不穩定會瞬息閉合一樣，時間機器因飛船進入時的微小擾動，可能激活虛粒子的循環，從而引發輻射閃電。
霍金還指出，建立時間機器，不僅要考慮物質場的量子起伏，還應考慮時空場的量子起伏。由于我們還沒有完整的量子引力理論，還很難說清楚時空場的起伏效應是怎樣的，是否會給時間旅行帶來更大的不確定性？
這里引申一句，這也給某些雜種企圖回到過去殺死別人的祖父和父親帶來更大的不確定性。
看來，時間旅行是渺茫的，至少在現時是渺茫的，每個人科學地把握好自己“現在”的時間才是最最重要的。
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文章作者:李龍臣
責任編輯:skylook
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