步入扭曲的時空

朱崇高

說起時間旅行，我們總會覺得那只是一種不切實際的幻想，是科幻小說的專利。然而，科學家們發(fā)現(xiàn)，還沒有任何已知物理學定律能夠完全否定時間旅行。其實，從理論上講，將物質沿著時間的軌跡來回切換并不如我們想像的那么困難。問題是，一旦試圖將其付諸實施，技術上的難題便會接踵而來。

還記得所謂蟲洞效應嗎？據說利用那些狹小的時空隧道，我們便可從某一時刻游移至另一時刻。倘若我們想回到過去，在理論上，這確實不失為一種完美可靠的方式，問題是，我們需要一定量的“反能”物質來撬開蟲洞。

最近，美國康涅狄格大學理論物理學教授羅納德·莫萊特聲稱，他已找到一種更為實際的途徑：將一束循環(huán)光線減速至一只蝸牛的速度。這樣，技術問題便迎刃而解。據悉，羅納德正與康涅狄格大學另外幾名科學家攜手研制這種裝置?！袄眠@一裝置，”莫萊特說，“時間旅行可能終將成為現(xiàn)實?！辈贿^，要鉆進莫萊特教授的時間機器可不會那么輕松自在，因為，要使光速減緩，溫度必需接近絕對零度。這又是一個頗為棘手的問題。也許，處于將來時空的人類已經找到解決辦法，甚至可以返回到我們目前所處的時空來指點迷津。

根據愛因斯坦的廣義相對論，任何東西，只要它具有質量和能量，便可使周圍的時空發(fā)生彎曲，就好像我們坐在沙發(fā)上時，沙發(fā)表面會發(fā)生彎曲一樣。解答愛因斯坦的引力方程式便可了解時空是怎樣受質能影響而發(fā)生彎曲的。所有物質都會對其附近時空造成一定量的拉伸。因此，位于近地引力場的時鐘比遠離地球的時鐘走得更慢。比如，我們在一杯咖啡里轉動茶匙，泡沫便會跟著茶匙一道旋轉。同樣，讓一大團物質旋轉，它便會攪動時空，使它們跟著它兜圈子。物質密度越大，旋轉速度越高，時空扭曲則更加劇烈。

將這一思路加以引申，我們會發(fā)現(xiàn)，發(fā)出具備足夠的能量，就可將這條從過去到將來永無止境的時空線扭曲成一個圓環(huán)。沿著這一環(huán)狀時空，我們便可回到過去某一時刻，就好像沿著某個街區(qū)一直走下去，我們重又轉回到大門口一樣。理論家們已找到愛因斯坦方程式的解答方案，包括所謂“類時間封閉回路”，也就是物理學家們對時間機器的稱呼。1949年，奧地利數(shù)學家科特·格斯德爾首次提出一種時間機器設想，可惜這一設想必須讓整個宇宙旋轉，而這是不可能的。

數(shù)十年后，加利福尼亞理工學院的基普·桑尼提出蟲洞理論，試圖將彎曲時空的不同區(qū)域連接起來，形成時間回路。另外，還有人設想以轉動無限長的圓柱體來構造時間回路，但這也是可望不可即的事情。

莫萊特則利用光線的運動來解決這一問題。比起前人，這一方式顯得更為實際?！耙?，盡管光并沒有質量，但它也能導致空間彎曲，”他說。通過反射或折射，光便可沿著一道圓形軌跡運動并產生一些極為奇特的現(xiàn)象。

莫萊特在2001年發(fā)表的一篇論文里描述了環(huán)狀激光束在其圈內形成空間渦流的過程。莫萊特不無欣喜地說：“我發(fā)現(xiàn)，在環(huán)狀光束的作用下，無論時間還是空間，都有可能被扭曲變形?！?/p>

莫萊特指出，為了把時間扭曲成環(huán)狀，必須預備兩束傳播方向相反的環(huán)形光束。當光的強度增加到一定程度時，時間和空間便會調換角色：在循環(huán)往復的光束內，時間不停地兜著圈子，這時，我們所認為的時間已成為具有普通維度的空間。

假如一個人在光圈內行走，盡管他確信自己是在往前走，但站在圈外的人可以測定，他實際上是在走向過去。因此當這個人走過一段距離后再離開光圈時，他便會遇到進入光圈之前的自己。不過，將時間扭曲成環(huán)狀也并非易事，這需要耗費巨大的能量。于是，莫萊特再度審察自己的方案。他發(fā)現(xiàn)，循環(huán)光線的效力取決于它的速度：光速越慢，時空扭曲越是強烈。

隨著光速變慢，它的慣性逐漸增強，這看起來似乎有悖于我們的直覺，但事實確實如此?！半S著慣性增強，光能也跟著增大，而這就助長了光的效力?！蹦R特說。幸運的是，科學家們已經掌握了降低光速的技術。哈佛大學科學家林浩（音譯）成功地將光速從每秒300 000千米降至每秒幾米甚至讓其完全靜止。

“在這以前，我認為以這種方式進行時間旅行并不實際，”莫萊特說，“但低速光給我們開辟了新的天地?！?/p>

為了降低光速，林浩應用了一種稱為博茲·愛因斯坦冷凝物的超低溫原子沐液。

莫萊特的設想引起了理論物理系主任威廉·斯圖瓦利的興趣。斯圖瓦利是冷原子研究小組的負責人，他們計劃的第一次實驗旨在通過觀測光圈對陷入其中的旋轉粒子的影響了解空間扭曲的過程。莫萊特認為，倘能再增加一道光線，時間旅行將最終展現(xiàn)在我們眼前。至于到底會發(fā)生什么現(xiàn)象，他也無法確定。也許，在扭曲的時空內，單個粒子會一分為二，來自將來的粒子與自身相遇。

不過，許多科學家，包括斯圖瓦利并不相信這項實驗會取得成功。因為，眾所周知，時間旅行會帶來一些匪夷所思的矛盾和問題：如果我們可以回到過去，則前提必須是，我們并未曾有過祖父母，也就是說，我們必須殺害自己的祖父母，以確保我們并未出生過。也許這一問題并非絕對無法解決，但物理學家們認為，任何顛倒歷史的企圖都是不可能實現(xiàn)的。劍橋大學天體物理學家斯蒂芬·霍金針對這一現(xiàn)象提出“歷史不可逆假說”。

此外，莫萊特的理論基礎——廣義相對論并沒有考慮到量子力學。也許，這一至關重要的漏洞意味著在現(xiàn)實宇宙中時間機器不可能運轉。

霍金和桑尼認為，無論什么時間機器都會增大電磁波中的量子波動，在強烈的輻射下，時間機器將自身難保，更不用說人的參與了。甚至莫萊特自己對時間旅行也并沒有多大把握。“我所預言的能否成為現(xiàn)實取決于實驗的實際進展情況?！彼f。至于如何在啟動時間回路后保證人和設備完好無損，莫萊特回答說：“還真不知是否應該參考一下H.G.威爾士的《時間機器》呢（H. G.威爾士，19世紀英國小說家，著有科幻小說《時間機器》）?！?/p>

不過，誰知道呢？也許幾年以后，我們將跨入一個嶄新的時代，那時，時間旅行將已成為現(xiàn)實：千奇百怪，來自將來的的人、事物和情景闖入我們的世界。盡管這樣，有一點卻是毋庸置疑的，那就是，即使康涅狄格大學的時間機器運轉成功，它也無法讓我們返回到阿瑟王朝。這是因為，莫萊特的時間機器并不能超越時間回路形成時的起點。也就是說，我們無法回到機器啟動前的任一時刻。這也許就是我們的世界至今沒有被來自將來的事物占領的原因吧。