研究显示量子层面时间旅行或可发生

虫洞是理论上认为可能存在的时空捷径通道。此前一项由剑桥大学Luke Butcher 教授主持的研究认为形状较为瘦长的虫洞可能可以维持开放足够长的时间，人们可以借助光子进行跨越时空的信息传递。

澳大利亚昆士兰大学的研究人员对假定时间旅行的情况下两颗光子的相互作用进行了研究。结果显示从光子层面进行时间旅行应当是可能发生的。

（神秘的地球报道）据新浪科技（晨风）：英国《每日邮报》报道，如果有一名时间旅行者乘坐时光机回到过去并在那里阻止他/她的祖父母见面，那么在未来他自己还能出生吗？

这就是臭名昭著的“外祖父悖论”，人们常常以此来证明时间旅行的不可能性，然而，有一些科学家却有不同看法。

近日，一个科学家小组利用计算机模拟论证了进行时间旅行的光子行为，结果证明，在量子层面上说，外祖父悖论是可以被解决的。这项研究由澳大利亚昆士兰大学的研究团队进行，有关研究结果发表在《自然·通讯》杂志上。

在这项研究中使用了光子——即光的单个粒子来模拟进行时间旅行的粒子行为。通过对光子行为的研究，科学家们揭开了现代物理中一些怪诞的方面。在模拟中，研究人员考察了进行时间旅行的光子的两种可能结局。科学家们想知道这颗光子与更早之前的“自己”之间会发生什么？

在实验中，科学家们利用一种相互紧密关联的、虚构的情景：即假设一颗光子穿越了正常的时空，并与被困在所谓闭合类时曲线(CTC)的虫洞中的另一颗光子发生相互作用。通过对第二颗光子行为的模拟让他们得以获知第一颗光子的行为——结果显示，只要对第二颗光子进行适当的准备，那么就有可能引导第一颗光子发生相应变化。要想在量子层面上进行操作，你必须尽量选用尽可能微小但却能独自存在的粒子，比如说光子。

然而，宏观意义上的时空旅行却会出现严重的悖论问题。在1991年，科学家首次提出这样的想法，即认为时间旅行可以在量子层面上实现，因为量子粒子的行为时无法用经典物理来进行描述的。参与这项最新研究的主要科学家之一蒂莫西·拉尔夫(Timothy Ralph)教授表示：“这种粒子的量子效应难以进行研究，因此这就给了它们足够的空间来回避可能出现的时间旅行悖论。”

这项实验的结果同时也帮助科学家们获得一个更加清晰的认识，即在物理学最大尺度以及最小尺度上分别适用的两大理论体系是如何相互关联的。昆士兰大学的博士研究生马丁·瑞鲍尔(Martin Ringbauer )表示：“有关时间旅行的话题正好切中我们当下两种最为成功却相互不能兼容的物理学体系的交界面，那也就是爱因斯坦的相对论以及量子力学。”他说：“爱因斯坦的理论从很大的尺度上描述这个世界——恒星，还有星系。而量子力学则是对最微观世界的绝好描述。爱因斯坦的理论暗示了回溯时间的可能性，理论上一名时间旅行者可以顺着一个时空路径回到同一空间中较早的一个时间点——即所谓闭合类时曲线(CTC)。

自从1949年美籍奥地利科特·哥德尔(Kurt Gödel )首次提出这一想法以来便一直困扰着物理学家与哲学家们，因为从经典物理的角度来看毫无疑问这将构成一种悖论。其中就包括所谓的“外祖父悖论”，即认为一名时间旅行者可以回到过去并阻止他的祖父母结婚，从而让时间旅行者自己的出生本身成为不可能。这样一来，这名时间旅行者一开始进行时间旅行这件事也就不可能发生了。

然而此次这项最新研究却认为，这样的互动或许是真的可能发生的，尽管只能是在量子层面上。

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（神秘的地球报道）据腾讯科学（罗辑/编译）：时间旅行属于科幻小说中的情节，对于物理学家而言，时间旅行仍然存在理论上的可能性，说不定很快就会成为现实，来自昆士兰大学的研究人员认为光子可以回到过去，他们通过研究发现模拟虫洞旅行的光子之间可以发生“互动”，这表明在小尺度上时间旅行是可能存在的。通过这些时间旅行的时间有助于科学家解释与时间旅行有关的悖论问题，比如你通过时间机器抵达过去，然后杀死了你的祖父，这就是一个悖论，它们的出现旨在“阻止”时间旅行的发生。

昆士兰大学的模拟实验说明在小尺度上的旅行时间是有可能存在的，但是否在更大尺度上还能具有这种特性还有待观察，如果一位时间旅行者回到过去，将自己的外祖父杀害，那么这个事件会阻止自己的出生吗？这是一个关于时间旅行不可能存在的“外祖父悖论”，旨在解释时间旅行在宏观层面是无法实现的，但一些研究人员认为时间旅行还是有可能实现的，至少在量子层面上是有可能的。

在模拟研究中，研究人员对两个进入时间旅行状态的光子进行观察，其中第一个光子穿越到了过去并在封闭类时曲线中发生了循环，与第二个正常的光子发生相互作用，这项模拟光子行为的实验似乎也解释了时间旅行在量子层面上的可行性。所谓的量子层面主要以各类微观粒子的活动为主，比如光子，但质量更大的粒子能否进行时间旅行仍然不得而知，比如原子这样直径的粒子并不在本次模拟的范畴之内。早在1991年，科学家第一次预测了时间旅行在量子世界中的可能性，因为这些奇异粒子的行为已经超出了传统物理学的领域。

从量子尺度看粒子行为存在“不确定性”，正是这些神奇的属性使得这些粒子有可能进行时间旅行，时间旅行的问题在于世界上最成功的两大物理理论存在不兼容性，即爱因斯坦的广义相对论和量子力学分别代表不同尺度上的物理行为，而这两大理论又不能相互整合。爱因斯坦的广义相对论主要描述了星系与恒星这类大尺度上的物理过程，而量子力学则很好地描述了微观粒子世界的行为。

爱因斯坦的理论表明，回到过去的时间旅行存在可能性，可以沿着时空路径返回到出发点，并导致了各种奇怪的悖论出现，但我们根据最新的研究可以窥视出一个可能性的推论，即时间旅行可以发生在量子尺度上，而无法在宏观层面是实现，本项研究成果发表在《自然通讯》杂志上。

注：所谓的虫洞是一种可以通往其他时空的通道，是时空扭曲的结果，打开虫洞需要大量的奇异物质，从理论上看，扭曲时空并形成虫洞是可能的，这就像我们将一张纸对折，这样分别位于纸两端的点就重合起来了，如果在时空上就意味着两处相距遥远的时空连接在一起，其中建立的通道就被称为虫洞。利用虫洞进行时间旅行看似存在可能性，但科学家发现一旦物质进入虫洞，就会导致虫洞崩溃，要想维持虫洞的开发，人类目前的科技仍然远没有达到这一程度。