我们能穿越时间吗?根据a新的数学理论如果我们能找到一些奇特的物质，这是有可能的。
自从h·g·威尔斯在1895年的小说中普及了时间机器的概念以来，大众文化一直着迷于建造一台可以神奇地穿越历史的机器的想法。当威尔斯写《时间机器》的时候，科学把时间看作是一条永不停歇的河流，永远以恒定的速度向前流动。
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然后，20多年后，阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)通过向世界介绍他开创性的广义相对论，颠覆了我们对宇宙的看法。突然间，我们意识到空间和时间并不像经典理论预测的那样死板。在爱因斯坦的宇宙中，空间和时间是统一的，从而创造了时空，它可以被扭曲、弯曲，甚至产生涟漪——一种被称为引力波的现象。
广义相对论为时间旅行的可能性打开了闸门。1949年，数学家Kurt Gödel向爱因斯坦提出第一次数学模型一个旋转的宇宙可能允许时间旅行。最近，像基普·索恩(Kip Thorne)这样的物理学家提出了利用虫洞(广义相对论的另一个预测)来促进时间旅行。
2013年，本·蒂皮特(Ben Tippett)和同事曾大卫(David Tsang)建立了一个时间旅行的数学模型。方法被调用TARDIS．
当然，“TARDIS”这个名字——时空中可穿越的非因果逆行域的首字母缩写——并不是巧合。
蒂皮特是英属哥伦比亚大学的数学和物理讲师，他说:“我的研究工作是在《神秘博士》50周年前后开始的。“从那时起，我就利用周末和假期对论文进行分析和重写，最终发表了论文。”
发表在《杂志经典和量子引力，塔迪斯描述了一种不同的方式来看待时间本身的维度，以及如何操纵它来创造一个时间机器——或者，至少，一个数学构造假设时间机器。
空间和时间
广义相对论专家蒂皮特指出，尽管爱因斯坦在一个多世纪前就统一了空间和时间，但我们经常把时间看成是一个独立的维度。
思考时空的一种常见方式是想象一块悬挂着的橡胶片。如果你滚动一个重物，比如保龄球，穿过床单，床单就会绕着重物弯曲。这是广义相对论的关键原理之一;大质量物体(保龄球)周围的时空曲率(弯曲的橡胶)产生了重力。质量越大，引力对时空的影响就越大。因此，质量和重力是密切相关的。
这个模型可能是一个很好的方式来想象三维空间是如何被质量扭曲的，但是时间呢?
所有四个维度——空间的三个维度和时间的一个维度——都应该被视为一个时空连续体。在这种情况下，扭曲的不仅仅是三维空间;时间是也。
当然，我们已经知道这为了使卫星上的时钟与地球上的时钟保持同步，卫星软件中必须包含对广义相对论影响的小修正——卫星在重力低于地球表面的环境中环绕地球运行。因此，在地球引力阱的深处，时间运行得较慢（尽管是无限小的）。
现在把这种推理发挥到极致:想象你有一个孪生姐妹，她正勇敢地前往一个黑洞的视界——在这个视界上，时空已经扭曲到连光都无法逃脱黑洞的引力。当她接近视界时，时空变得越来越扭曲，引力增加时间慢下来．假设她的宇宙飞船有足够的燃料，她在到达事件视界前撤出，然后急速返回地球。当她回来的时候，只老了一天，你却不在那里欢迎她。你死了。事实上，在她的任务中，时间膨胀是如此的极端，以至于每个人都变老和死亡，人类文明灭绝了，地球上到处都是巨型蟑螂。
这是所谓的"双重悖论．＂
对外来物质的需求
TARDIS不是穿越时空(穿越虫洞)，也不是靠近一个巨大无比的物体来扭曲时空(黑洞)，而是需要一种常规物质无法产生的时空曲率。根据广义相对论，大质量的普通物质只能引起具有万有引力的曲率。根据蒂皮特的说法，建造塔迪斯所需的曲率只能用一种奇异的、目前还不为人知的物质类型来创造，这种物质被简单地称为“奇异物质”，具有相反的效果。
如果在未来，我们发现了这种奇异的物质，并研究出如何利用它，塔迪斯的“时间机器”可能会让一个时间旅行者在时间里来回穿梭。时间旅行者将被包含在一个由“正常”时空组成的气泡中，然后外来物质将被应用到这个气泡中，使它在一个大的、圆形的路径上穿越时空。在泡泡里的旅行者在旅途中会感到不断的加速。圆圈越大，他们在时间上来回的距离就越远。
但有一个陷阱。
“据我所知，我们从未检测、观察或与奇异物质相互作用，”蒂皮特告诉HowStuffWorks。“外来物质是一类引力排斥的物质——或者更确切地说，它导致了一种与引力有关的时空曲率，将物体推离——我们从未见过这种物质。”
大量的悖论?
现在，让我们假设我们克服了奇异物质问题并实现了时间旅行，回到过去的旅行不会导致各种各样的像《回到未来》那样的时空连续体悖论吗?马蒂能回到1955年吗真的不小心成为自己母亲的意中人，危及自己的生命?
如果时光倒流可以改变历史，就像马蒂的生存危机预言的那样，我们就遇到了一个悖论。在这种情况下，它被称为“祖父悖论这是将问题形象化的好方法。这个悖论的基本问题是:如果你回到过去杀死了你的祖父(或者你的母亲最终没有嫁给你的生父)，你会不复存在吗?
“正如布朗博士提醒我们的:解决祖父悖论的方法是四维思考，”蒂皮特说。
根据爱因斯坦的理论，所有过去、现在和未来的历史都在时空中展开，就像编织成四维挂毯的线一样。如果你回到过去，遇到年轻时的自己，一个相对的情况叫做“封闭的时间型曲线”，你会给年轻时的自己一本格雷斯体育年鉴，从而戏剧性地改变你未来的财务状况吗?
为了解决这个悖论，俄罗斯理论物理学家伊戈尔•诺维科夫提出，宇宙有一个故障保护装置，虽然它可能允许封闭的时间型曲线(即时间旅行者)，但无论你如何努力，时空织锦都无法改变。当你试图给你过去的自己年历时，一些情况将会出现，以防止悖论的发生。宇宙会适应并对抗你的矛盾(坦白地说，是鲁莽的)行为。
“祖父悖论，在我看来，通过诺维科夫的自我一致性条件得到了解决:你不能改变过去，”蒂皮特说。“所有的事件，过去和未来，都被安排在四维时空中，无法改变。
“虽然一个物体可以与它自己的过去互动，但它不能以与它自己的历史不一致的方式这样做，”他补充说。
蒂皮特把这个想法比作电影和电视剧《十二猴子》的情节——宇宙会阻止你改变历史事件。但是，他承认，在我们真正实现时间旅行之前，我们可能无法验证这些假设中的任何一个。
尽管这是一个有趣的想法，但把一个数学模型变成一个完全可操作的时间机器是不可能的。
“这里的重点是‘数学上可能，但物理上不可能。非常非常不可能’，”蒂普特总结道。
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