物理学家称解决时间旅行祖父悖论，但若回到过去会如何？

一位物理学家认为他可能解决了困扰时间旅行理论已久的“祖父悖论”，这表明穿越到过去可能不会导致宇宙中的矛盾。

这位物理学家的新论文探讨了著名的“祖父悖论”（Grandfather Paradox），该悖论指出，如果一个人回到过去并采取行动阻止了自己的存在，那么他实际上就不可能返回过去。这种情况下，时间旅行似乎是不可能的，因为它会导致逻辑上的不一致。

具体而言，“祖父悖论”的核心在于假设一个可以杀死自己祖父母的时间旅行者存在的可能性。如果这个人在他的祖父母生下自己的父母之前将其杀害，这将导致他自身不存在于未来，从而无法进行这次时间旅行，形成了一种自我否定的循环。

然而，尽管这一悖论看似直接排除了过去时间旅行的可能性，一些理论物理学家依然探索是否存在能够解决这种矛盾的方法。其中一位就是范德堡大学（Vanderbilt University）的研究者洛伦佐·加瓦西诺（Lorenzo Gavassino），他最近提出了一种可能的解决方案。

根据爱因斯坦广义相对论中的“闭合类时曲线”理论，时间旅行到过去在理论上是可行的。这些时空路径可以将物体或观察者送回到他们的起点，即他们自己的过去。加瓦西诺在他的研究中探讨了在这种情境下会发生什么。

他在一篇论文中提到，“通常认为，在存在闭合类时曲线（CTCs）的世界里，我们可以‘穿越到过去’。简单地说，如果这些路径形成一个环路，那么宇宙飞船就会回到它的出发点，并且回到了它自己的过去。”然而，为了确认这是一次真正的时间旅行，我们需要进一步探讨乘客在完成旅程后会发生什么。

物理定律普遍遵循一种称为“时间反演对称”的特性，这意味着如果将它们倒过来播放，看起来与原来一样。但是，热力学第二定律打破了这种对称性。它描述了熵（无序度量）的增加趋势，在一个孤立系统中不可逆转。

加瓦西诺在他的研究中尝试了解一艘宇宙飞船在穿越闭合类时曲线过程中会经历什么变化，尤其是从熵的角度来看。他指出，在这样的旅行中，根据热力学第二定律，熵必须朝着平衡状态增长。然而，为了保持一致性，它还必须回到进入CTC之前的状态。

例如，如果一个不稳定的粒子在宇宙飞船中的旅程开始时就已经存在了，物理法则要求这个粒子应该恢复到它的初始状态。加瓦西诺表示，在接近闭合类时曲线的终点时，“粒子会自发地重建其衰变所花费的时间。”这种机制不需要对初始条件进行精细调整。

此外，他提出，在熵达到最大值后，热力学第二定律开始逆转。“任何在闭合类时曲线上收集的记忆都将被庞加莱回归抹去”，这也就是说，虽然时间旅行者可能会经历整个循环过程，但他们不会记得这一过程中发生的任何事情。为了保持宇宙的一致性，所有关于这次旅程的信息都会消失。

“大多数物理学家和哲学家过去认为，如果时间旅行存在的话，自然界总会找到一种方法来防止矛盾发生。”加瓦西诺在接受《生活科学》杂志采访时表示，“我的工作首次直接从已建立的物理学中推导出了这种自洽性原理。具体来说，我运用了量子力学的标准框架，并证明历史的一致性自然遵循这些定律。”

尽管这项研究提供了一些有趣的观点，但加瓦西诺并不认为这证明闭合类时曲线实际存在。“相反，关键在于在一个假设包含此类路径的宇宙中，时间旅行不会以常见的科幻小说形式发生。实际上，在这样的路径上，热涨落会破坏宏观因果关系，并抹去所有记忆。”他总结道。

加瓦西诺的研究发表在《经典与量子引力》杂志上。

(责任编辑：佚名)