从理论上来讲，物理学允许我们穿越时空回到古代吗？

2024-12-01 00:35:17

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回答1：

一不小心就穿越时空回到古代，然后利用自己的现代知识在遥远的过去出尽风头，这样的情节相信大家早就已经司空见惯。虽然我们都知道这些全部都是虚构的，但是也不免会产生好奇，从理论上来讲，物理学允许我们穿越时空回到古代吗？像这样的事情，是仅限于人类的幻想，还是真的可以实现呢？下面我们从物理学的角度来分析一下。

如果把这种问题放在牛顿的时代，那么所有的物理学家都会明确地告诉你，这根本就是不可能的，因为在那个时候，人们都相信时间是绝对而永恒的，时间对宇宙万物都是一视同仁，始终会以一个恒定的速度流逝，既不会变快也不会变慢，所谓的“穿越时空回到古代”也就无从谈起了。

然而后来科学家们发现了一个奇怪的现象——不管从哪个参照系中观察，光的传播速度都是不会改变的。这是什么意思呢？比如说你以某个速度迎着一束光运动，那么按常理来说，这束光相对于你的速度就应该是它本身的速度再加上你的运动速度，但科学家们观测到的现象却是，这束光相对于你的速度依然是它本身的速度，而如果你背着这束光运动，也会得到同样的结果。

我们来做个思想实验，假设有一列30万公里长的火车，以每秒30米的速度（相对于地面）直线前进，这时有一个人在火车的车尾处打开了手电，向火车的车头发射了一束光。在这个情况下，如果我们以火车作为参照系的话，那么当这束光到达车头时，刚好用了1秒钟的时间（注：为了方便讨论，这里取了光速的近似值，即每秒30万公里），很显然这是合情合理的。

现在我们把参照系换成站在火车外的人（相对于地面静止不动），那么在1秒钟之后，这束光的移动距离就会在30万公里的基础上还要加上火车移动的30米，也就是300000030米，按常理来讲，如果这束光叠加了火车的速度，那么它在1秒钟之内移动这么长的距离也是合理的。

但问题是，无论相对于哪个参照系，光的传播速度都是不变的，于是我们就会得出一个有意思的结果，即相对于同一个事件（光束从车尾到达车头），火车上的人经历了1秒钟的时间，而火车外的人却经历了1.0000001秒的时间（300000030米除以光速），换句话来说就是，火车上的人时间变慢了。

简单地讲就是，既然光速是恒定的，那么时间就不会是绝对的了，正是根据这种思路，著名物理学家爱因斯坦在狭义相对论指出，一个物体的速度会影响这个物体所经历的时间，并给出了一个描述速度与时间关系的公式（如下图所示）。

该公式中的t代表物体经历的时间，v代表物体的速度，c代表光速，t'代表静止参照系经历的时间，根据这个公式我们可以计算出，一个物体的速度越快，它经历的时间就越慢，而假如它的速度超过了光速，那么它经历的时间就成了负数，这就意味着，在这种情况下它的时间逆转了。

由此可见，从这个理论上来讲，我们可以通过超光速移动的方式来实现回到过去的目标。然而物理学却明确规定，一切拥有静止质量的物质，其移动速度都不能达到光速，更不可能超过光速。这样看来，物理学似乎并不允许我们以这种方式来穿越时空回到古代。

然而我们不必太过灰心，因为“拥有静止质量”其实是指静止质量为正数，假如某个粒子的质量是虚数，就不在上述物理学的限制范围之内了。事实上，早在1967年，物理学家范伯格就曾经提出，在宇宙中可能存在着一种质量为虚数的粒子，它们的移动速度就可以超过光速。

需要注意的是，不管是相对论、量子力学还是超弦理论，都是允许这种粒子存在的，也就是说，从理论上来讲，物理学是允许这种超光速现象的，因此假如我们找到了这种粒子并能够对其加以利用，就有可能会实现穿越时空回到古代了。

其实我们还有另一种办法，根据爱因斯坦的广义相对论，引力的本质就是时空的扭曲，一个物体的引力越大，其扭曲时空的能力就越强，当这种时空的扭曲达到了一定的程度，就可以形成一个连着两个不同时空的通道，这种通道就是我们常听到的“虫洞”。

要知道时空其实就是指由三维的空间加上一维时间构成的一个不可分割的整体，也就是说，它是四维的，对于四维时空中的每一个点，除了传统的三维坐标（x轴、y轴以及z轴）以外，还有一个时间坐标，它可以是“现在”，还可以是“未来”，当然也可以是“过去”。

想象一下，当一个人通过“虫洞”从“时空A”来到“时空B”的时候，如果“时空B”的时间坐标是“时空A”的“过去”，那么这个人是不是就穿越到了过去呢？答案是显而易见的。

总而言之，通过以上从物理学的角度的分析，我们可以认为，从理论上来讲，物理学是允许我们穿越时空回到古代的，在遥远的未来，当人类对宇宙中的物理规律有了更深的了解之后，或许真的可以实现这样的事情。

回答2：

不允许。因为从理论上来讲，人类是无法超越光速，实现时光逆流的，所以物理学不允许我们穿越时空回到古代。

回答3：

并不允许。因为从理论上来看的话，物理学并不能让我们穿越时空。这只是猜测罢了。

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