想穿越回过去？走封闭类时曲线就行！

‍上一篇文章我们粗略论述了关于相对论支持的回到过去或者前往未来的时间旅行的可行性，提到的通过黑洞回到过去只是相对的时间旅行，并没有回到自己真实的过去，甚至自己不存在的过去，结尾称回到自己的过去也并没有被物理学严格禁止！真是如此吗？

在物理学中，要真正地想回到自己过去，走封闭类时曲线就行，广义相对论场方程的给出了许多可能产生这种线的精确解，虫洞只是其中一种。

广义相对论场方程高度非线性，精确解不容易得到

何为封闭类时曲线？

封闭类时曲线是什么呢？这个说起来挺复杂的，这是闵可夫斯基时空图上一种特殊的世界线，专业的知识需要涉及到微分几何，伪黎曼流形等，我们只需要弄理解几个简单的概念就行。

首先是世界线，这是时空坐标，事件发生点的集合，是物体在四维时空运动的轨迹，我们可以简化成x-t这种中学物理见过的坐标系，x轴表示空间，t轴就是时间，其中45°的直线是光子的世界线（类光曲线）。

世界线，类空是超光速物体运动的地方，理当不存在任何世界线

正常的时空中，世界线不会静止，即便你站在一个地方不动，也只是空间坐标点不变，而时间永远在不停地流逝，世界线表现为和t轴重合。另外，不同物体的世界线可以相交，但同一个物体的世界线永远不可能相交，永远只会从过去指向未来。

类时又是什么玩意？实际上，任何有质量的物体，或者说亚光速运动的物体，其走出的都是一条类时曲线。在特殊的时空中，同一个物体的世界线可能相交，甚至静止，而特殊形成的相交世界线，就是一条封闭类时曲线，相交的地方就能遇到过去的自己。

封闭类时曲线

如何产生封闭类时曲线？

哥德尔宇宙

哥德尔是奥匈帝国的数学家，逻辑学家，他一生中最重要的成果就是数学上的哥德尔不完备定律，1949年，哥德尔从场方程中得到一个精确解。

哥德尔解描述了一种高速旋转的宇宙学模型，这种旋转宇宙会扭曲时空，在距离旋转中心遥远的某一处时空会产生封闭类时曲线，不过可惜的是，我们并没有观察到我们的宇宙有任何在旋转的迹象。

旋转的哥德尔宇宙

哥德尔宇宙拥有负的宇宙学常数，且宇宙不膨胀不收缩，这些特殊点都和当前的可以观测到的加速膨胀宇宙都不相符，不过不排除在我们的可观测宇宙之外，可能存在一个真实的哥德尔宇宙。

克尔黑洞和虫洞

克尔是新西兰的数学家，1963年提出场方程的另一精确解，这是一种描述旋转球对称黑洞的模型，是史瓦西静态黑洞的推广，更符合真实的黑洞，其结构也更为复杂。

史瓦西和克尔黑洞

旋转的克尔黑洞中心并不是一个奇点，而是奇环，此外相比静止的黑洞多了内部视界和能层，这是一个蕴含巨大时空能量的神奇地方，进入能层的物体仍有可能逃逸出黑洞，而在奇环附近，会有封闭类时曲线的存在。

虫洞又叫爱因斯坦-罗森桥，是一种特殊的时空隧道，用于连接黑洞和白洞的，爱因斯坦最初考虑研究的时候，仅觉得是一种数学伎俩，没什么卵用。直到爱因斯坦去世后的几年，克尔得到了区别于史瓦西黑洞的旋转黑洞解，并表示如果物体沿着黑洞旋转轴进入黑洞可以避免被潮汐力撕碎，从而穿过奇环进入虫洞，实现时间旅行，空间跳跃！

旋转黑洞产生的奇环是一种虫洞的入口

然而，能不能顺利地到达奇环仍然充满不确定性，即便到达奇环试图走封闭类时曲线穿过虫洞，仍然是困难的。这种虫洞是一种不稳定的时空结构，在开启的瞬间也会在引力作用下瞬间关闭，奇异物质负能量物或许可以帮助我们保持这种虫洞长期的开启。

负能量物，就是拥有负质量的物质，这和暗物质，反物质都不同，如果有称量这种物质的秤盘存在，你会看到-1kg的值，这种物质遵循牛顿力学，不过产生的是万有斥力，这和暗能量颇有几分相似。

物理学至今都没有观测到这样的奇异物质存在，不过质能等价，负质量的物质没有，但负能量是存在的，卡西米尔效应是真空涨落的宏观效应，当两块金属板靠的比较近的时候，负能量在金属板之间产生了。

卡西米尔效应

然而，根据基普索恩（电影星际穿越的科学顾问，2017年物理学诺奖得主）的估算，开启一个保证人能安全通过的虫洞，需要银河系质量级别的负能量存在，不过在最新的研究中，或许也有不需要负能量物撑开的虫洞存在。

除开虫洞和哥德尔宇宙，广义相对论还有提普勒柱体和宇宙弦等这样的封闭类时曲线解，所有这些解基本都是带有旋转、负质量等类似的特性，且都是通过扭曲改变平滑时空产生封闭类时曲线。

提普勒柱体是一种可能存在的无限长圆柱体，宇宙弦则是早期宇宙的对称破缺相变期间形成的时空缺陷，类似一维的黑洞，体积极小，质量也很大。

然而，即便广义相对论给出了诸多可能回到自己世界线的过去，因果律仍然是最大的麻烦，诺维科夫的自洽性原则、霍金的时序保护猜想和多世界诠释等理论，或许在一定程度上可以舒缓甚至解决这种难以忍受的悖论，让回到过去的时间旅行多了几分可能。

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