时间旅行会成为现实吗？宇宙弦可能是答案

迄今为止，时间旅行只在科幻小说中成为现实，然而现代物理学却对时空的本质提出了越来越大胆的质疑。根据一些理论，宇宙诞生之初留下的 “伤痕”–即所谓的弦–不仅可能讲述宇宙诞生的故事，还可能暗示穿越时空回到过去的可能性。

几个世纪以来，时间旅行的想法一直令人类着迷。虽然大多数人认为这只是一种幻想，但一些物理学家认为，宇宙中可能存在一些结构，至少在理论上可以让人回到过去。这些奇特的现象被称为宇宙弦，可以追溯到宇宙诞生之初的 “伤疤”。

宇宙弦和宇宙大爆炸

宇宙诞生之初，处于极热、高密度和高能状态。当大爆炸发生在大约 138 亿年前时，释放出的能量分裂成四种基本相互作用：引力、电磁力、弱核力和强核力。

正如《大众机械》（Popular Mechanics）所指出的那样，这一转变被认为不会不留下痕迹，因为在时空结构中形成了永久的印记。

这些就是所谓的宇宙弦，乍一看很难想象它们的行为，但它们可能类似于人类皮肤上的妊娠纹或冰在冻结过程中形成的裂缝。一些物理学家认为，这些结构今天可能仍然存在于宇宙中，看似被动，但研究它们可能被证明对理解早期宇宙如何运作至关重要–根据某些理论，甚至对实现时间旅行也至关重要。

根据塔夫茨大学研究教授肯-奥卢姆（Ken Olum）的观点，两条平行运动的宇宙弦可以共同弯曲时空，从而形成一条封闭的时间曲线。这个概念本质上描述了一个时间循环：如果有人穿过它，就会回到出发点–不过是在更早的时间点上。从这个意义上说，宇宙弦理论上可以作为一种天然的时间机器。

这种形式的时间旅行尤其引人入胜，因为它与爱因斯坦的广义相对论相一致，后者认为大质量物体可以扭曲时空，在某些条件下甚至可以推翻通常的时间规则。宇宙弦也属于这一概念框架，并为其他与时间旅行有关的想法提供了理论基础。

然而，所有这些并不意味着时间旅行在实践中接近可行。最大的障碍之一是所需的超常速度：要让模型起作用，必须以接近光速的速度运动，这需要惊人的能量–我们在之前的文章中也讨论过这一点。

根据爱因斯坦的相对论，物体运动得越快，进一步加速所需的能量就越大。目前，还没有任何技术可以实现这一点。不过，并非所有物理学家都完全否定时间旅行的想法。

目前，关键问题是宇宙弦是否真的存在。通过分析脉冲星发出的信号来探测低频引力波的 NANOGrav 研究合作项目可能会取得突破。这种方法可以识别影响时空的几乎难以察觉的变化。2020 年，该小组发现了一个与黑洞产生的模式不符的信号，可能与宇宙超弦理论相吻合。

宇宙超弦假说源于弦理论，该理论认为宇宙由比我们所能感知的更多维度组成。在这个模型中，基本粒子被微小的振动弦取代，不同的振动模式对应不同的粒子。如果这些弦在早期宇宙中被拉伸到极长，它们就可能成为宇宙超弦，虽然比较罕见，但理论上更容易被探测到。

预计未来几年的新数据，以及计划于 2034 年发射的天基 LISA 探测器，可能有助于确定这些信号是否真的源自宇宙弦。如果得到证实，这不仅会从新的角度看待时间旅行的理论可能性，而且会从根本上改变我们对物理学的理解。在此之前，时间旅行仍然是宇宙中最迷人、最神秘的问题之一。