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时间旅行的概念总是吸引了物理学家和非专业人士的想象力。但它真的可能吗？当然如此。我们现在正在做，不是吗？我们都是一次一个地走向未来。
但那不是你想的。我们可以走得更远吗？绝对。如果我们能够接近光速，或者在黑洞附近，时间会减慢，这使我们能够在未来任意远行。真正有趣的问题是我们是否可以回到过去。
另见：'未来男人'使'博士'时间旅行看起来弱AF
我是马萨诸塞大学达特茅斯分校的物理学教授，从我1980年的卡尔萨根经典电视剧集开始，我第一次听说时光旅行的概念， 宇宙 。我当时就决定，有一天我会深入研究这种创造性和卓越理念的基础理论：爱因斯坦的相对论。二十年后，我出现了博士学位。在该领域，从那时起一直是该理论的积极研究者。
现在，我的一位博士生刚刚在期刊上发表论文 经典和量子引力 描述了如何使用非常简单的结构构建时间机器。
闭合时间曲线
爱因斯坦的广义相对论允许将时间扭曲到如此高的程度，使其实际上折叠在自身上，从而产生时间循环。想象一下，你正沿着这个循环旅行;这意味着在某个时刻，你最终会在过去的某个时刻结束并开始经历同样的时刻，一遍又一遍 - 有点像似曾相识，除非你不会意识到这一点。这些结构在研究文献中通常被称为“闭合时间曲线”或CTC，并且通常被称为“时间机器”。时间机器是有效，快于光的旅行方案的副产品，并且理解它们可以提高我们对宇宙如何运作的理解。
在过去的几十年里，像Kip Thorne和Stephen Hawking这样的知名物理学家就与时间机器相关的模型进行了开创性的工作。
先前的研究得出的一般结论，包括索恩和霍金，是自然禁止时间循环。霍金的“年代保护猜想”可能是最好的解释，它基本上说大自然不允许改变其过去的历史，从而使我们免于时间旅行可能出现的悖论。
也许这些由于时间旅行而出现的悖论中最为人所知的是所谓的“祖父悖论”，其中旅行者回到过去并谋杀他自己的祖父。这以一种矛盾出现的方式改变了历史进程：旅行者从未出生，因此不可能存在。基于时间旅行产生的悖论，有很多电影和小说情节 - 也许一些最受欢迎的情节是 回到未来 电影和 土拨鼠日.
异国情调
根据细节，可能会干预不同的物理现象，以防止在物理系统中形成封闭的时间曲线。最常见的是需要存在特定类型的“奇异”物质，以便存在时间循环。松散地说，奇异物质是具有负质量的物质。问题是在自然界中不存在负质量。
马萨诸塞大学达特茅斯分校的博士生Caroline Mallary在期刊上发表了一个时间机器的新模型 经典和量子引力 。这种新型号不需要任何负质量特殊材料，并提供非常简单的设计。
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马拉里的模型由两辆超长车组成 - 由不具有异国情调的材料制成，并且具有正质量 - 并行停放。一辆车快速向前移动，另一辆车停在那里。 Mallary能够证明，在这样的设置中，可以在汽车之间的空间中找到时间循环。
你能在你的后院建造这个吗？
如果您怀疑有捕获物，那么您是对的。 Mallary的模型要求每辆车的中心具有无限的密度。这意味着它们包含具有无限密度，温度和压力的物体 - 称为奇点。此外，与黑洞内部存在的奇点不同，这使得它们完全无法从外部进入，Mallary模型中的奇点完全是裸露的，可观察到的，因此具有真实的物理效应。
物理学家也不希望这些奇特的物体存在于自然界中。所以，不幸的是，时间机器不会很快就可用。然而，这项工作表明，物理学家可能不得不改进他们关于为什么禁止关闭时间曲线的想法。
本文最初发表于Guarav Khanna的The Conversation。阅读原文。