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2017-12-01英國科學家用數學導出的一場時空旅行
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【本刊訊】英國哥倫比亞大學（University of British Columbia, UBC）研究員經嚴謹調查，提出關於時間機器的可行數學模型。UBC的數學與物理講師堤普特（Ben Tippett），其專攻愛因斯坦的廣義相對論（theory of general relativity），在授課之餘也鑽研黑洞與科幻作品。堤普特以數學與物理創造闡述時間旅行的公式，並於近期發布關於時間旅行可行的研究。
自威爾斯（HG Wells）於1885年發表《時間機器》（Time Machine）一書，人們開始對時間旅行感到好奇，而科學家也試圖解決理論中的疑問、或對其提出質疑。愛因斯坦於1915年提出廣義相對論，並表示時間與空間的扭曲造成重力場（gravitational field）；逾百年後的今天，國際物理研究機構團隊── LIGO藉偵測數十億光年外的黑洞碰撞偵測到重力波（gravitational waves），進而確認了愛因斯坦的理論。
人們將空間分成三個維度，並將時間獨立成一個維度的作法顯然不太正確，堤普特表示應將第4維度與其他3個維度想成不同的方向、並形成一個時空連續體（spacetime continuum），而根據愛因斯坦的理論，時空曲率（curvature）也解釋了行星的軌道彎曲。
在平坦無彎曲的時空裡，各星球朝直線方向前進；若是在質量較大的星球附近，時空幾何（space-time geometry）將會彎曲、附近星球的軌道（trajectories）曲率也會隨巨大星球彎曲、繞轉。時空表面中的「時間」亦有曲率，證據顯示當我們離黑洞越近、時間過得越慢，而堤普斯的時間機器模型利用彎曲的時空，將時間彎曲成可帶領「旅人」回到過去的圓。
不過，即便這個時間旅行的公式在數學上是可行的，對於是否能製造這個「機器」穿越時空，堤普斯仍抱持懷疑。威爾斯使「時間機器」一詞風行各地，並留給人們對探勘者需要一個「機器」或「盒子」來完成探索的想像。就算數學上可行，實際上要建構這個機器需要所謂的「奇異物質（exotic matter）」來將時空彎曲。研究中，堤普斯創造一名為「非因果性時空逆行（Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time, TARDIS）」的模組，時空泡泡（bubbles of space-time geometry）於圓形軌道運行時以高於光速的速度在時空中移動，使其能往過去回溯。
時空研究令人著迷，卻也問題重重，但堤普特表示利用數學與物理來想這件事情是很有趣的，打從1949年起就有專家以數學探索時間機器，而此次研究的模型將會是一個嶄新的實踐方法。
新聞來源：Benjamin K Tippett and David Tsang, Traversable acausal retrograde domains in spacetime, Classical and Quantum Gravity, 2017.