一个新的物理理论证实了为什么时间旅行是不可能的

发布时间：2023-11-10 14:31:22 所属栏目：外闻来源：互联网

导读： 　　无论是在多么纯净的空无一物的空间里，光线都以恒定的速率——每秒299792458米穿越而过。当电磁波被迫通过物质微粒周围的电磁场时，这一切都会改变。穿过这片泥潭，光的整体

　　无论是在多么纯净的空无一物的空间里，光线都以恒定的速率——每秒299792458米穿越而过。当电磁波被迫通过物质微粒周围的电磁场时，这一切都会改变。穿过这片泥潭，光的整体速度可能会减慢到相对缓慢的程度。

　　我们在光穿过一杯水时的弯曲中看到了这种现象，甚至在彩虹中令人眼花缭乱的波浪分离中也看到了这种情况。虽然，物理学家可以用19世纪关于光和电磁学的方程来描述这种延迟，但他们还没有充分地捕捉到光在不同介质之间以物理波测量的速度的突然变化。

　　来自坦佩雷大学（Tampere University）的三位物理学家提出了一个解决这个问题的潜在方案，但在此之前，他们重新考虑了一些关于光波在时间和空间的单一维度中的进展的相当基本的原理。

　　该研究的第一作者、现供职于东芬兰大学的马蒂亚斯·科伊夫罗娃（Matias Koivurova）说：“基本上，我找到了一种非常巧妙的方法，来推导出1+1维的标准波动方程。”

　　“我唯一需要的假设是，波的速度是恒定的。然后我想：如果它不总是恒定的呢？这是一个非常好的问题。”光速是信息在真空中传播的通用极限。虽然物质可以有效地减缓粒子的整体旅程，但狭义相对论认为，这一基本性质不可能真正改变。

　　然而，为了更好地探索任何一个新的领域，物理学工作人员有时不可避免地需要偶尔的奇思妙想。因此，马蒂亚斯·科伊夫罗娃和他的同事把这个令人费解的事实放在一边，考虑了一个标准波动方程的结果，在这个方程中，任意光波可以加速。

　　起初，他们的解决方案并没有多大意义。只有当他们加入一个恒定的速度作为参照系时，各个部分才合在一起。将一艘宇宙飞船以高速送入太空深处，它的乘客将体验到不同于从远处观看他们旅程的观察者的时间和距离。这种对比来自于相对论，这是一个在各种尺度上一次又一次成功验证的理论。

　　通过将加速波与恒定的光速相结合，该团队对标准波动方程的新解所产生的奇怪效果，看起来就像相对论所施加的那样。他们的发现，对光波进入新介质时动量是增加还是减少的争论产生了深远的影响。

　　马蒂亚斯·科伊夫罗娃表示：“我们已经证明，从波的角度来看，它的动量没有变化。换句话说，波的动量是守恒的。”

　　无论波是什么，无论是在电磁场中，池塘里的涟漪，还是弦上的振动，当它们加速时，相对论和动量守恒的测量都需要被考虑到方程中。这一概括产生了另一个相当显著的结果，尽管有点令人失望。

　　无论是我们勇敢的太空旅行者以光速冲向半人马座阿尔法星，还是他们失去亲人的家人在地球上慢慢变老，他们各自的时钟都在被认为是适当的时间里滴答作响。这两次可能在一秒的长度上不一致，但在各自的框架内，每一次都是对岁月流逝的可靠衡量。

　　物理学家认为，如果所有的波也都经历了相对论的适当的时间照顾，那么任何由波控制的物理学都应该有一个严格的时间方向。任何一个部分都不能简单地逆转。但是，如果我们假设所有的波都经历了相对论的适当的时间照顾，那么任何由波控制的物理学都应该有一个严格的时间方向。

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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