大爆炸模拟显示时空旅行难以实现(组图)

2011-04-16 20:17

美国科学家称，他们最新的研究可能说明时空旅行是无法实现的。(网络图片)

在实验中，研究人员使用了一种由丙烯酸和黄金构成的新型合成材料，并采用一种独特的方式让光线发生偏折。(网络图片)

宇宙大爆炸发生于137亿年前，被认为是宇宙的创生时刻。(网络图片)

这是美国科幻电影《回到未来》的剧照，这部影片对时空旅行进行了丰富的想象和描述。(网络图片)

据英国每日邮报报道，如果你一直以来梦想著有一天能乘坐时光机回到过去，那么最近的一项科学研究可能要泼你一盆冷水了。美国马里兰大学的科研人员的研究显示，时空旅行可能是无法实现的，因此永远只能出现在好莱坞电影的剧情之中。

伊格·斯莫亚尼诺夫(Igor Smolyaninov)和洪玉珠(Yu-Ju Hung，音译)在实验室中模拟了137亿年前大爆炸的情景。这项实验模拟的是大爆炸发生时光线和时间的流动情形，而并非大爆炸本身。

这项研究将有助于帮助科学家们理解为何时间总是向前流动，并且无序性(熵)总是不断增加——为什么我们总会不断衰老而不是年轻？为什么一个打碎的盘子不能复原？

在这份递交给《物理评论快报》的论文中，斯莫亚尼诺夫将他们的工作描述为“简单的实验几何学”。在实验中，研究人员使用了一种由丙烯酸和黄金构成的新型合成材料，并采用一种独特的方式让光线发生偏折。

这种材料可以视作是一种隐身斗篷，它能偏转光线，使其从物体的表面绕行，从而形成事实上的隐身效果。这种奇特的性质还可以被用在对宇宙的模拟方面，如对行星公转以及黑洞内部光线的运动模式的研究等等。

当一束激光射向这种合成材料时，它会激发其表面的等离子体激元，它们只会沿着一个方向传播。这种运动模式和大爆炸发生时大质量粒子的运动模式是相似的。

起初，研究人员们认为他们可以创造出时空旅行的条件，只要创设一种合成材料，使光线沿环形轨道运行，这在数学上等价于粒子的时空旅行。随后将等离子体激元放入这种环形轨道，它便会被带到最初的出发位置。

但实验的结果显示情况似乎要比预想的复杂得多。按照计划用于和材料容器中的粒子发生反应的特定波长的光并不能在这一环形轨道上运行。用斯莫亚尼诺夫的话说就是：“看起来在这一模型中时间旅行是无法实现的。”

不过，研究小组也承认，这一结论对于回答“时空旅行是否可行”这一问题仍然不是全面的结论。

斯莫亚尼诺夫说：“它永远不能告诉你真实情况下的大爆炸和真实时间流动的情景，但如果你进行研究，你或许可以取得一些发现，也或许就可以提出一些更有针对性的问题。”

举个例子，这样的研究将有助于科学家们更好的理解“大反冲”(Big Crunch)。这是一种有关宇宙最终命运的理论之一，即宇宙的最终收缩。根据这一理论，宇宙从大爆炸之后不断膨胀，但一旦达到其最大尺度，星系之间的相互远离将开始减慢并逐渐靠拢，观测者将目睹普遍的星系“蓝移”，最终的结果是宇宙中一切星系再度相聚成一点，成为最初的大爆炸情景的反演。