美科学家成功模拟时间终结

时间:2020-11-18来源:未知作者:admin点击:
《科学美国人》月刊网站7月28日文章 题:物理学家在马里兰州一实验室(作者乔治马瑟) 去年9月,我在《科学美国人》上发表的一篇文章谈到时间终结意味着什么 世界可能会如何停止按

  《科学美国人》月刊网站7月28日文章 题:物理学家在马里兰州一实验室(作者乔治·马瑟)

  去年9月,我在《科学美国人》上发表的一篇文章谈到时间终结意味着什么 世界可能会如何停止按照先原因后结果的顺序单向发展,时间可能化为空间的另一维度。上周,实验人员宣布,他们在实验室中模拟了这样一场短暂的灾难。

  马里兰大学的伊戈尔·斯莫利亚尼诺夫和同事们的研究成果是间接的,也就是对模拟的模拟。他们并未让我们所知的时间戛然而止,而是创造出物理学家常画的时空图表的实验版。在这些图表上,按传统,纵轴是时间。线条代表运动的物体。这里采用新的几何规则,以确保任何物体都超不过光速。斯莫利亚尼诺夫的小组事实上构建了一张复合图:下半截是“时空”,上半截是“空空”。在中间,纵轴突然从时间变成空间,几何规则恢复为通常的欧几里得形式,其乐趣在于弄清楚物质在那个交点发生了什么变化。

  这一模型忠实地复制了时空,原因在于一个不同寻常的情况:那个基于爱因斯坦相对论的描述时空的方程在数学上与描述普通液体和固体系统的方程相同。科学家常常使用比喻,但这一回比喻不仅是比较,而是一个精确的模型。

  斯莫利亚尼诺夫和同事们利用等离子体激光设计了这种模拟。等离子体激光是光的二维形式,在金属和绝缘体之间的界面运动。他们创造出一种超材料,这种材料具有自然界中见不到的光学特性。他们给这种金属涂上很多丙烯酸条,并利用不同的宽度和间隔改变介质的电容率。

  为了造成时间终结的效果,斯莫利亚尼诺夫和同事们调整丙烯酸条的间隔,使实际电容率从负变成正。他们发现,等离子体激光的强度大大加强,引起非线性效应,这一效应相当于在时空中创造粒子。简而言之,物质在时间的终点会变成一团乱麻。时间终结的场面不会是轻柔平静的。

  物理学家提出时间可能变为空间的一个原因在于,这或许无需暗能量就可以解释宇宙的加速膨胀。从本质上说,当我们接近时间终点时,我们对时间的认识就会慢下来,宇宙扩张看起来就加速了。时间终结使宇宙像雕塑一样凝固。这种情况在马里兰大学的模型中似乎并未发生,但某种变形或许可以探索这种想法。所以,我设想,对于终结时刻的研究来说,这只是开始。