漫威的超級英雄電影改變了宇宙的規律。事情是這樣發生的。警告：本文包含劇透。

當你觀看《複仇者聯盟4：終局之戰》時，你可以坐下來盡情享受我們的超級英雄們努力拯救地球的旅程。但是如果你是渴望漫威電影的關鍵情節是建立在堅實的科學理論基礎之上的其中一人，那麼這裡我們有些壞消息要給你。

首先，如果你還沒觀看這場電影，現在請你停止閱讀該文。這是給你的劇透預警。

因為在此我們正讨論的是時間旅行，它是鋼鐵俠及其他漫威英雄們走出滅霸時代陰霾的關鍵方式。影片中的角色們費盡心思地将時間穿越的方式區别于《回到未來》及其他影片，但是

“簡單地說，我不相信我們所學的任何關于引力和量子力學的知識都表明回到過去的時間旅行是可能的，”一位來自斯坦福大學一位有影響力的教授倫納德·蘇斯金德說，他聲稱物理學的名氣在于幫助創建弦理論，這是對宇宙定律的一種根本性反思。

即使是最合理的時間旅行方式-可以連接宇宙時空結構中不同點的蟲洞-也是需要一些非常奇怪且可能不存在的物質形式。你并不能回到過去謀殺你的祖父，更别說要複活漫威電影宇宙中的蜘蛛俠系列了。

但對于時間旅行愛好者來說，有個好消息是，近幾十年來物理學家更重視時間旅行。讓我們一起看看吧。

樂觀的主要原因：愛因斯坦廣義相對論的數學模型。打開了許多種有意思的可能。

“廣義相對論允許時間旅行，”著名的物理學家史蒂芬·霍金這樣說道，“科幻迷們不用垂頭喪氣了。”

廣義相對論提出我們的宇宙是四維的——其中三維是空間，剩下一維是時間。它解釋了引力實際上是時空扭曲。相對論挺古怪的，而且讓很多人大吃一驚，但是你或許對在二維宇宙中太陽和行星都被拉伸成一張平面的理論十分熟悉。GPS導航衛星上的時間與地面時間的明顯誤差與星系的引力透鏡（遠處的星系經過近處的星系時光線被後者的引力扭曲使得我們能看見較遠星系的扭曲的像的現象）恰好印證了愛因斯坦的結果。

走在三維空間的圓環裡并不使人興奮。但是相對論的數學模型給予了我們另外一條包含了時間維度的旅行方式——我們叫它閉環類時間曲線。在效果上，這就相當于你在出發的同時又回到了起點。

真正的進入時光旅行的研究往往依托于可以支持閉環類時間曲線的結構中。包括黑洞、無限長的圓筒——還有最流行的時光穿梭想法，蟲洞。

蟲洞有很好的理由成為科幻電影的固定場景。它們提供了連接宇宙中不同位置與時間的道路，形狀就好似一個兩端長着大嘴的圓筒，我們可以在其中自由穿行。

一篇1988年的論文描述了一個可将蟲洞變為時間機器的學說。蟲洞左側的入口保持靜止，而右側通道的另一端的出口在接近光速的狀态下來回移動，這使得時間在此變得緩慢。當然，至少蟲洞是需要确實存在的。

蟲洞的時間旅行的關鍵點在于要将其兩個開口中的一個加速到接近光速，方能使得時間在此相對緩慢。然後時間緩慢的加速開口需返回到未移動的開口處。加州理工學院的物理學家基普·索恩，同時也是諾貝爾物理學獎的獲獎者，緻力于使時間旅行的研究變得可行。他曾在1998年與同事共同發表的論文中說：“通過從左到右穿越蟲洞，人們可以實現時間回溯。”

但是有一個問題，你必須防止蟲洞坍塌。

“這邊的時空與蟲洞端的時空連接的時間不夠長，不允許任何東西通過，”加利福尼亞大學的物理學教授、《現在，時間中的物理學》的作者理查德·穆勒說。所有的蟲洞的末端最終都會坍縮成黑洞。

通過一種名為“外來物質”的東西——就是某類擁有負能量密度的物質——你可以支持蟲洞的開啟，但是沒人知道這是否可行，除非你處在最小的量子力學尺度。

“你需要一些十分特殊的東西，”穆勒說，“即便是暗能量也做不到，”他根據最新發現的導緻宇宙膨脹加速的現象這樣說道。

還有另一個問題：要造出一個蟲洞，你必須将時空反向折疊。這就好比讓你去完成一件大到太陽才能完成的偉業，卻隻能靠一種完全不同的方法。

愛因斯坦的方程指出，你跑得越快，時間相對于你剛開始加速的地方就過得越慢。如果你跑得比光還快，時間就要倒流了。

然而很不幸，你根本跑不了那麼快。霍金曾說過：“加速到超過光速是需要消耗無限大的能量的。”

不過相對論确實表明你可以穿越到未來。當你将一艘太空船加速幾十年，你會行進得和光差不多快，此時掉頭并減速，于是你也就比原來長大了幾十歲，而地球上的人們早已過了幾個世紀了。

我們沒有任何一樣東西可比拟能夠驅動這種太空船的動力系統。不過，如果我們能近距離地去一個飛速旋轉的黑洞旁邊溜達溜達，時間将會相對慢下來——正如電影《星際穿越》裡，某行星上的一小時等同于地球上的七年（該片的顧問索恩Thorne嚴密審查了這一觀點）。

另外一個能找到封閉類時曲線的地方是：一個旋轉特别特别快的非常非常大的圓柱體。

1974年，物理學家法蘭克·提普勒在發表的一篇論文中提到：“廣義相對論指出，如果我們能造出一個足夠大的旋轉圓柱體，我們就能造出時間機器了。”同樣，這個理論的可行性受到了質疑，比如這個圓柱體必須長到不可思議——無限長，不過如果你靠近圓柱中心的話可以稍微短一點點——并且這個圓柱的材料要足夠堅固，否則它會因為高速旋轉而解體。

提普勒的這篇論文讓科幻作家拉瑞·尼文創作出了同名短篇小說：“Rotating Cylinders and the Possibility of Global Causality Violation” 盡管提普勒柱體是有關封閉類時曲線讨論中的老生常談，委婉地說，提普勒後來将物理學和基督教聯系起來的那些研究讓發出質疑的科學家們孤立了）。

穆勒說，好萊塢或會對物理學産生一重大問題：時間旅行剝奪了我們對自身未來的任何實際控制權。

“如果蟲洞存在，我們可以回到過去，我們将無法使用自由意志，亦無法改變自身的想法。”他說。他在一個悖論中闡述了自己的觀點，他稱之為“超光速子殺手”(tachyon)，就如一把可以射出比光速還快的粒子的槍。

你可争辯說 《複聯4:終局之戰》(Avengers: Endgame)的大部分情節都遵循着一條非常可預測的道路。但是那些沒有能力影響自己未來的角色呢?讓我們希望把它拍進電影裡。

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