步入扭曲的时空

朱崇高

说起时间旅行，我们总会觉得那只是一种不切实际的幻想，是科幻小说的专利。然而，科学家们发现，还没有任何已知物理学定律能够完全否定时间旅行。其实，从理论上讲，将物质沿着时间的轨迹来回切换并不如我们想像的那么困难。问题是，一旦试图将其付诸实施，技术上的难题便会接踵而来。

还记得所谓虫洞效应吗？据说利用那些狭小的时空隧道，我们便可从某一时刻游移至另一时刻。倘若我们想回到过去，在理论上，这确实不失为一种完美可靠的方式，问题是，我们需要一定量的“反能”物质来撬开虫洞。

最近，美国康涅狄格大学理论物理学教授罗纳德·莫莱特声称，他已找到一种更为实际的途径：将一束循环光线减速至一只蜗牛的速度。这样，技术问题便迎刃而解。据悉，罗纳德正与康涅狄格大学另外几名科学家携手研制这种装置。“利用这一装置，”莫莱特说，“时间旅行可能终将成为现实。”不过，要钻进莫莱特教授的时间机器可不会那么轻松自在，因为，要使光速减缓，温度必需接近绝对零度。这又是一个颇为棘手的问题。也许，处于将来时空的人类已经找到解决办法，甚至可以返回到我们目前所处的时空来指点迷津。

根据爱因斯坦的广义相对论，任何东西，只要它具有质量和能量，便可使周围的时空发生弯曲，就好像我们坐在沙发上时，沙发表面会发生弯曲一样。解答爱因斯坦的引力方程式便可了解时空是怎样受质能影响而发生弯曲的。所有物质都会对其附近时空造成一定量的拉伸。因此，位于近地引力场的时钟比远离地球的时钟走得更慢。比如，我们在一杯咖啡里转动茶匙，泡沫便会跟着茶匙一道旋转。同样，让一大团物质旋转，它便会搅动时空，使它们跟着它兜圈子。物质密度越大，旋转速度越高，时空扭曲则更加剧烈。

将这一思路加以引申，我们会发现，发出具备足够的能量，就可将这条从过去到将来永无止境的时空线扭曲成一个圆环。沿着这一环状时空，我们便可回到过去某一时刻，就好像沿着某个街区一直走下去，我们重又转回到大门口一样。理论家们已找到爱因斯坦方程式的解答方案，包括所谓“类时间封闭回路”，也就是物理学家们对时间机器的称呼。1949年，奥地利数学家科特·格斯德尔首次提出一种时间机器设想，可惜这一设想必须让整个宇宙旋转，而这是不可能的。

数十年后，加利福尼亚理工学院的基普·桑尼提出虫洞理论，试图将弯曲时空的不同区域连接起来，形成时间回路。另外，还有人设想以转动无限长的圆柱体来构造时间回路，但这也是可望不可即的事情。

莫莱特则利用光线的运动来解决这一问题。比起前人，这一方式显得更为实际。“要知道，尽管光并没有质量，但它也能导致空间弯曲，”他说。通过反射或折射，光便可沿着一道圆形轨迹运动并产生一些极为奇特的现象。

莫莱特在2001年发表的一篇论文里描述了环状激光束在其圈内形成空间涡流的过程。莫莱特不无欣喜地说：“我发现，在环状光束的作用下，无论时间还是空间，都有可能被扭曲变形。”

莫莱特指出，为了把时间扭曲成环状，必须预备两束传播方向相反的环形光束。当光的强度增加到一定程度时，时间和空间便会调换角色：在循环往复的光束内，时间不停地兜着圈子，这时，我们所认为的时间已成为具有普通维度的空间。

假如一个人在光圈内行走，尽管他确信自己是在往前走，但站在圈外的人可以测定，他实际上是在走向过去。因此当这个人走过一段距离后再离开光圈时，他便会遇到进入光圈之前的自己。不过，将时间扭曲成环状也并非易事，这需要耗费巨大的能量。于是，莫莱特再度审察自己的方案。他发现，循环光线的效力取决于它的速度：光速越慢，时空扭曲越是强烈。

随着光速变慢，它的惯性逐渐增强，这看起来似乎有悖于我们的直觉，但事实确实如此。“随着惯性增强，光能也跟着增大，而这就助长了光的效力。”莫莱特说。幸运的是，科学家们已经掌握了降低光速的技术。哈佛大学科学家林浩（音译）成功地将光速从每秒300 000千米降至每秒几米甚至让其完全静止。

“在这以前，我认为以这种方式进行时间旅行并不实际，”莫莱特说，“但低速光给我们开辟了新的天地。”

为了降低光速，林浩应用了一种称为博兹·爱因斯坦冷凝物的超低温原子沐液。

莫莱特的设想引起了理论物理系主任威廉·斯图瓦利的兴趣。斯图瓦利是冷原子研究小组的负责人，他们计划的第一次实验旨在通过观测光圈对陷入其中的旋转粒子的影响了解空间扭曲的过程。莫莱特认为，倘能再增加一道光线，时间旅行将最终展现在我们眼前。至于到底会发生什么现象，他也无法确定。也许，在扭曲的时空内，单个粒子会一分为二，来自将来的粒子与自身相遇。

不过，许多科学家，包括斯图瓦利并不相信这项实验会取得成功。因为，众所周知，时间旅行会带来一些匪夷所思的矛盾和问题：如果我们可以回到过去，则前提必须是，我们并未曾有过祖父母，也就是说，我们必须杀害自己的祖父母，以确保我们并未出生过。也许这一问题并非绝对无法解决，但物理学家们认为，任何颠倒历史的企图都是不可能实现的。剑桥大学天体物理学家斯蒂芬·霍金针对这一现象提出“历史不可逆假说”。

此外，莫莱特的理论基础——广义相对论并没有考虑到量子力学。也许，这一至关重要的漏洞意味着在现实宇宙中时间机器不可能运转。

霍金和桑尼认为，无论什么时间机器都会增大电磁波中的量子波动，在强烈的辐射下，时间机器将自身难保，更不用说人的参与了。甚至莫莱特自己对时间旅行也并没有多大把握。“我所预言的能否成为现实取决于实验的实际进展情况。”他说。至于如何在启动时间回路后保证人和设备完好无损，莫莱特回答说：“还真不知是否应该参考一下H.G.威尔士的《时间机器》呢（H. G.威尔士，19世纪英国小说家，著有科幻小说《时间机器》）。”

不过，谁知道呢？也许几年以后，我们将跨入一个崭新的时代，那时，时间旅行将已成为现实：千奇百怪，来自将来的的人、事物和情景闯入我们的世界。尽管这样，有一点却是毋庸置疑的，那就是，即使康涅狄格大学的时间机器运转成功，它也无法让我们返回到阿瑟王朝。这是因为，莫莱特的时间机器并不能超越时间回路形成时的起点。也就是说，我们无法回到机器启动前的任一时刻。这也许就是我们的世界至今没有被来自将来的事物占领的原因吧。