德國科學家模擬旋轉宇宙中的『時間旅行』

物理學家在廣義相對論中發現了可存在封閉類時曲線的時空解，或許我們可利用這些特殊時空進行時間旅行

科學家模擬一個類似地球的球體在哥德爾宇宙中“回到過去”的畫面

據國外媒體報道，雖然我們常在好萊塢大片中看到時間旅行的場面，但現實中物理學家已經開始行動，他們首次演示了“回到過去”的時間旅行會是怎樣的情景。時間旅行的可視化演示是相當離奇的畫面，科學家在假設宇宙形狀的基礎上進行時間旅行，這一過程被認為是可行的，這可能會幫助我們理解仍然被籠罩在神秘色彩下的物質(物理定律)因果關系，為探索時間旅行的物理理論鋪平道路。

研究人員使用計算機圖形技術，對宇宙中的光線(起源)進行跟蹤，這一成果不僅應用於時間旅行的研究，也可協助科學家對遠古星系光線的研究，這些光在宇宙中穿梭了百億年才抵達我們的望遠鏡。在愛因斯坦的廣義相對論方程中，我們推出了宇宙時空曲率，進而得到引力場方程，科學家發現在許多“假設宇宙”中允許時間旅行的發生，比如旋轉宇宙模型。

早在1949年，新澤西州普林斯頓高等研究院科學家哥德爾發現了愛因斯坦引力場方程的神秘解，當處於解賦予的“旋轉宇宙”中時，物體運動可沿著一條封閉的曲線進行，即“封閉類時曲線”，它可描述偽黎曼流形中粒子在時空中運動的世界線(四維時空中的軌跡)。曲線定義下的粒子可通過時間循環而回到原來的空間中，當然“封閉類時曲線”並不是一種時間機器，它不能帶你回到過去，但如果沿著這條奇異的路徑，你將會前往未來的時空，然後在回到原點，恢復原來的時空狀態，這就有點兒像你向左轉後發現自己回到了上個星期。

依據哥德爾宇宙(整體旋轉宇宙)中存在的奇怪路線，科學家認為我們似乎可以“超光速”旅行，然而我們現實中的宇宙可以想象為在大質量天體周圍圍繞著“看不見的曲線”，如同蹦床上的保齡球。哥德爾宇宙具有一個無限寬的旋轉中心軸，以及無限長的物質分布，這個理論已經在過去從數學的角度進行了研究，但該團隊的理論物理學家沃爾夫岡·施萊希第一次對該情況進行了可視化預見。科學家使用射線來跟蹤模擬一個類似地球的物體處於圓柱狀旋轉宇宙中所發生的情景，通常情況下，射線跟蹤可繪制一條從虛擬攝像機到三維空間的直線。

哥德爾宇宙存在兩個不同的特點：第一，由於哥德爾宇宙是一種整體旋轉式的時空，光線在其中以螺旋態移動；第二，旋轉宇宙的外部“線速度”比內部要快，因此這裡就存在一個邏輯上的半徑，可以滿足運行速度超過光速，但是光線不能穿過圖3中的中軸線，這樣類似地球狀的物體就像一面鏡子的對稱鏡像，將光線反射回中心。此外，對光線的控制還可以取得一些奇怪的效果，在地球前部的光線呈現出扁平狀，來自地球後面的光線被圓柱形的地平線所反射，這樣前後光線抵達就會出現時間差，這就是對“過去”的可視化成像。

其中最引人注目的是，你可以在不同的時間點上“同時”看到同一個物體的兩個可視化圖像。根據沃爾夫岡·施萊希介紹：“當研究團隊沿著圓軌道移動那個地球時，發現了更多奇怪的現象，在不同的時間點上，許多其他圖像也接踵而至，形成類似連貫性的時空扭曲景象。奇怪的是，其中並不涉及現實宇宙中的時間旅行，這只是將宇宙的外觀在給定的時間點上進行重新創建。為了將時間旅行進行可視化表達，研究小組將一個球體沿著封閉類時曲線運動，為了簡單起見，使用顏色來表示其年齡(時間旅行前後)變化。

科學家們將年輕(未來)的紅色球體與年老(過去)的藍色球體沿著封閉類時曲線進行碰撞，模擬一個物體進行時間旅行時發生的現象，很顯然兩者接觸後紅色的球體沿著封閉類時曲線向未來移動，它最終還會進入環路回到過去，即變成藍色球體所代表的時空，這一過程將往復進行。同時，藍色的球體則會離開封閉類時曲線，由於它並不向未來移動，因此其顏色繼續加深，變成了紫色，代表其處於年齡更老的過去。

從上面這個模擬視頻可以看出，似乎物體很難回到未來，但是它提供了關於愛因斯坦理論獨特的解，來自馬薩諸塞州科技學院研究人員馬克斯·特格馬克認為我們發現光線跟蹤可視化可以深化我們對廣義相對論的理論。科羅拉多大學研究人員安德魯·漢密爾頓也同意這個觀點，這個視頻讓奇怪的時間旅行變得可以理解，但重要的是我們還不知道為什麼在我們的宇宙中，時間似乎只向前移動，根據物理定律，我們宇宙中的物體無法在時間軸的前後移動，而可以在空間中自由移動。

從更深層次的角度看，物體的因果關系(物理定律)是宇宙最深的奧秘，而方程中也可能存在因果關系失效的地方，就比如哥德爾宇宙，可能為我們提供了一個新的關於時間旅行的研究途徑。我們目前所知的哥德爾宇宙並不是我們現實中宇宙的模型，在這個宇宙時空裡，宇宙的旋轉可以帶動邊緣的光線，沿著封閉曲線運動。這與我們宇宙中的黑洞旋轉類似，黑洞的引力拖動了周圍時空的旋轉，形成一個旋轉的球體，科學家邁克爾·布塞認為我們期待類似的效應出現於其他時空區域，也可能存在於我們的宇宙中。

模擬時間旅行宇宙可視化技術顯示了對光線路徑在極端方式下的操作，雖然它們並沒有產生封閉類時曲線，但其可以開發成扭曲空間中的光線跟蹤等新技術，用於新一代的空間望遠鏡中。魏茨曼科學研究所科學家烏爾夫·倫哈德認為當遠古星光通過大質量恆星或者星系周圍時，我們可以探測到它們的信號。

宇宙可居住區被重新定義 尋外星文明拓關鍵一步

地球所處的軌道環境可維持液態水的存在，科學家認為液態水是生命存在的關鍵因素

科學家新確定宇宙中可居住地帶

在浩瀚的宇宙中想必會有與地球相似的星球，它們生活在各自星系中距離恆星適中的位置，科學家把這個適中位置命名為可居住區，這也是人類發現外星文明的關鍵地區。

根據外國媒體報道，隨著美國宇航局開普勒空間望遠鏡發現越來越多的系外行星候選者，科學家認為可居住的系外行星可能存在生命，對於此類行星需要重新定義。

新定義表示：恆星周圍有一個特殊的軌道，這裡距離恆星不會太近，也不能太遠，溫度適中的環境下可保證液態水存在，而這裡發現外星生命的機會將會很大。

由於新的定義被認可，以往的一些適宜居住行星被刪除，當然也有一些行星加入了宜居星球行列。賓夕法尼亞州立大學教授庫馬爾認為重新定義恆星周圍的可居住帶將會對已經發現“宜居行星”數量產生影響：“新的定義很關鍵，它確定的生命存在的基礎，與地球相同合適的位置纔是生存的關鍵。”

近日牛津大學天文學家克裡斯博士表示，目前科學家一直在關注的15顆宜居星球之中有存在生命的可能。

新研究稱：宇宙中近一半類日恆星擁有類地行星

宇宙中近一半類日恆星擁有類地行星

據國外媒體報道，新的預估顯示，約有50%的類日恆星擁有類似地球的行星，並且其表面很可能有液態水的存在。

該結果表明，大多數類日恆星在某種程度上擁有行星系統。來自哈佛大學史密森尼天體物理中心的天文學家弗朗索瓦-弗萊辛稱：“如果隨機地飛往一顆恆星，很可能它就包含行星。”

據了解，該發現採用美國宇航局開普勒太空望遠鏡觀測數據所得。

現在，凡是想象宇宙中充滿生命景象的人均受到此研究結果的鼓舞。先前的分析表明，數十億顆類地行星可能和人類共處一個星系中，而最近，又有研究團隊宣佈已發現15顆可能適宜居住的系外行星。

但研究人員也警告稱，他們發現的許多世界並不適合居住。系外行星比地球大出2至3倍，尺寸幾乎接近海王星或天王星，並且可能有一個岩石核，被厚重的氫和氦所組成的大氣層包圍。這些行星大致可被歸為宇宙中的類地行星，但並沒有能產生活體有機物的環境。

另外，約17%的恆星擁有的類地行星不處於正確的位置。這些行星圍繞其恆星運轉的距離比水星圍繞太陽運轉的距離還要近，這會導致這些行星表面過熱，而不適合居住。但如果大部分物質是岩石和硅酸鹽，並且處於正確位置，這些比地球大的行星表面就有可能包含生命。

天文突破 發現最似地球行星

（路透倫敦8日電）英國與德國天文學家最近發現1顆新的行星，圍繞附近一顆太陽運轉，兩者距離適當，足以營造一個與地球相似的氣候環境，可望支持生命的發展。

這支天文團隊在距地球44光年處，發現3顆行星繞著1顆恆星運轉，但只有1顆是在所謂的「適居帶」，也就是恆星週圍溫度不冷不熱，可讓液態水存在的區域。

德國哥廷根大學（University of Goettingen）的安格拉-艾斯庫德（Guillem AnglaEscude）說：「星體HD40307是顆相當老的矮星，這樣的行星沒理由無法維持類似地球般的氣候。」安格拉-艾斯庫德與英國赫特福德郡大學（University of Hertfordshire）的杜米（Mikko Tuomi）是研究主持人。

HD40307質量是地球的至少7倍，但它與恆星間的繞行距離，約等於地球繞行太陽間的距離，也就是說，它接收的太陽能熱量跟地球相似。

自1990年代初期以來，科學家已在我們居住的太陽系外發現超過800顆行星，但位在適居帶的寥寥無幾。

更罕見的是，竟有這顆像地球一樣會轉動產生日夜的行星存在，上面出現類似地球環境的機率也因此提高。

中央社（翻譯）

http://hk.news.yahoo.com/%E5%A4%A9%E6%96%87%E7%AA%81%E7%A0%B4-%E7%99%BC%E7%8F%BE%E6%9C%80%E4%BC%BC%E5%9C%B0%E7%90%83%E8%A1%8C%E6%98%9F-082700217.html