“复仇者终结”:时间旅行,量子力学由科学家解释

来源:云顶集团4008 - Welcome~ 作者:涂蚁氵 人气: 发布时间:2019-11-16
摘要:在复仇者联盟结束时:无限战争宇宙中的一半人(包括英雄和恶棍)在Thanos(乔什布洛林)的指责中消失了

复仇者联盟结束时:无限战争宇宙中的一半人(包括英雄和恶棍)在Thanos(乔什布洛林)的指责中消失了。

那么复仇者联盟:Endgame (本周的电影院)如何试图将它们带回来?

好吧,有了这个久经考验的电影情节装置:时间旅行。 此外还有令人惊讶的科学术语,包括量子力学,德意志命题,特征值和倒置莫比乌斯带。

但是不要以为你在电影中听到的一切都是在一些疯狂编剧的脑海中创造出来的。 Endgame中的许多时间旅行概念至少在名义上与最近的科学理论,模拟和推测相关联。

让我们深入研究量子时间旅行的科学,并讨论特征值是否真的可以拯救宇宙,但要注意:前面的温和扰乱。

时间旅行101

这部电影的关键前提是,能够扭转半个世界死亡的唯一因素是导致这些死亡的事物:强大的无限石头。

问题是,Thanos在今天摧毁了这些,所以石头只在过去可用。 取回它们将需要一个复杂的旅程,由其余的复仇者回到多个地点。

时间旅行真的可能吗? 自从阿尔伯特爱因斯坦100多年前提出他的狭义相对论以来,我们已经知道,及时前进 相对容易。

所有你需要做的就是靠近光速移动,理论上你可以在你的一生中走上数百万甚至数十亿年的未来。

但你能再次回来吗? 这一壮举似乎要困难得多。 以下是一些挑战和可能的解决方案。

祖父悖论

回到过去可能会导致现实中明显的逻辑不一致,就像众所周知的祖父悖论一样。

如果你回到过去并在他年轻的时候杀死了你的祖父,那么你永远不会出生,但如果你没有出生,那么你是怎么回去杀死他的?

科学家们对这些时间循环有几种理论(物理学家称之为闭合时间曲线)。 一些理论认为,这种循环在物理上是不可能的,因此不能及时返回。

但是,我们知道,也要感谢爱因斯坦,旋转的黑洞可以扭曲空间和时间,这就是为什么黑洞的一侧比第一张照片中的另一侧亮得更亮。

终极时间旅行

在电影中,角色首先取笑许多其他时间旅行电影,如“ 回到未来”和“ 终结者”系列,其中可以改变自己的过去和未来。

相反, Endgame采用了另类的现实主义思想,其中任何时间变化都会导致创建一个全新的宇宙,即所谓的分裂或多个时间轴的分支。 在物理学中,这个想法被称为多世界理论。

为了避免这个问题,复仇者计划从过去的时间线借用石头,在今天使用它们,但一旦完成它们就将它们归还到完全相同的时刻。 但它会起作用吗?

进入量子力学

电影中提到了量子力学,实际上有很多关于量子时间旅行的新兴理论,包括一些可能解决祖父悖论的理论。

在量子力学中,原子粒子更像是模糊不清的概率波。 因此,例如,您永远无法确切知道粒子的位置和移动的方向。 你只知道某个地方有某种可能性。

电影中提到的一位名叫大卫德意志的英国物理学家将这个想法与多世界理论结合起来,并表明如果你用概率表达所有东西,祖父悖论就会消失。

像粒子一样,回到过去的人只有一定的可能性杀死他们的祖父,打破了因果关系循环。 这已成功模拟。

这可能看起来很奇怪,虽然电影中使用的一些术语可能看起来有点过分,但你可以肯定真正的量子科学甚至比电影制作者想象的还要奇怪。 很明显,即使是科学家也在努力理解量子理论的含义。

效果术语

时间旅行理论场景(其中有几个)充满了技术术语,一些不合适,一些在正确的球场。

以下是我们在电影中听到的有关时间旅行的一些术语:

特征值 :在讨论他们的时间旅行方法时,角色Tony Stark和Bruce Banner提到了 。 这很可能是电影数学谈论效果的一个例子,因为特征值是线性代数中相当低级(基本)的概念。

判决:数学的一个例子嘟

普朗克规模 :普朗克规模是非常小的事情。 普朗克的长度,时间和质量是物理学中使用的基本单位。 普朗克长度为1.616×10 -35米。 那个很小。

这是光在普朗克时间单位传播的距离 - 这也是一个非常短的时间。 鉴于该电影是关于基于量子力学的时间旅行,聊天普朗克的尺度似乎并不太偏离主题。

结论:普朗克有一个观点。

倒立的莫比乌斯带

莫比乌斯带。 维基媒体/ David Benbennick

时间旅行术语还讨论了反转莫比乌斯带。 正常的莫比乌斯条带是仅有一侧的表面。 您可以通过取一张纸,将其扭曲一次然后将它们粘在一起来轻松创建一个。

虽然莫比乌斯带有一系列有趣的数学特性,但它与时间旅行的技术相关性是微不足道的,超出了一些高层次的解释祖父悖论的尝试。

判决:扭曲理论一点点。

判决书

从科学的角度来看,在时间旅行中制作一部具有如此沉重的情节基础的新电影是很有趣的,而且这部电影并没有直截了当地潜入各种时间旅行场景的行话和含义。

虽然一些数学术语明显有效,但该情节合理地努力坚持当前对时间旅行的高层次思考。

时间旅行是科学家们实施的最具吸引力的科学概念之一,因此它在一部关于能够飞行,走向亚原子,破坏宇宙和改变现实的超级英雄的电影中的关键作用也许是特别贴切的。

Michael Milford是昆士兰科技大学的教授,Peter Stratton是昆士兰大学的博士后研究员。

本文根据知识共享许可在The Conversation中重新发布。 阅读 。

对话

责任编辑:admin