《十问:霍金沉思录》第十三节
爱因斯坦1905年的狭义相对论表明,事件的时间与地点取决于观察者的运动状态,时空因此密不可分。
爱因斯坦1905年的狭义相对论表明,事件的时间与地点取决于观察者的运动状态,时空因此密不可分。他同时证明飞船加速至超光速需要无限功率,这排除了回到过去的可能,也使星际旅行极为漫长:以接近光速往返银河系中心虽只需船上几年,但返回时旧友早已作古。1915年的广义相对论则把引力解释为物质和能量造成的时空弯曲,光线掠过太阳时的偏折已被精确观测证实,说明空间和时间确实可被弯曲。
既然时空可弯曲,是否能弯到允许时间旅行?哥德尔曾求得一个整体旋转的宇宙解,其中可出发前返回,但该解不膨胀、宇宙常数过大,与实际不符。后来从弦理论得到更合理的解:两根以近光速错身而过的宇宙弦,其巨大张力有望在早期宇宙中自然形成。这些解的共同点是宇宙一开始就极度弯曲,而大爆炸留下的证据显示我们的宇宙并无此种弯曲,所以问题变成能否事后把时空弯到这种程度。作者指出这属严肃课题,研究者须以“闭合时间曲线”等术语申请经费,否则会被驳回。
快速跨越银河的另一条路是制造虫洞,把时空弯成小管连接两地;若两端相对运动,虫洞还能通向过去。但造虫洞需以负能量密度的物质反向弯曲时空,经典定律禁止能量透支,量子理论却允许局部负能量——不确定性原理使真空存在涨落,卡西米尔效应中两块金属板因板间虚粒子较少而被推近,实测的负压力证明负能量真实存在。由此看,随着科技进步,人类或许能造出虫洞回到过去。但这引出疑问:为何没有未来访客出现?作者认为阴谋论和不明飞行物之说不足信,一种调和说法是过去已被观察、无法弯曲,只有未来才能弯出通路,因此无人能回到现在之前。即便如此,仍留下悖论:你若在出发前返回,完全可以炸毁自己的火箭阻止自己出发,或在出生前杀死父母,这类悖论似乎只有两种可能的解决方式。