问伊桑:哪部电影正确地显示了时间旅行?


从“回到未来”的第三部分中训练“朱尔斯·凡尔纳”。 也许爱因斯坦在制定与相对论有关的思想实验时根本没有想到这一点,但是仍然可以估计科学程度。

我们以每秒一秒钟的速度穿越时空的方式是如此无聊,以至于我们认为这是理所当然的。 但是,根据爱因斯坦的相对论,我们不仅可以以不同的速度(如果我们将速度提高到接近光速的值)在时间上传播,而且可以在不同的方向(向前或向后)传播,从而在两个未连接的空间之间建立桥梁时间。 向前或向后的时间旅行一直是我们的想象力和故事的主题之一。 谁不想研究未知的未来或不愿及时返回以纠正过去的错误? 但是,撰写科学上正确的故事是完全不同的任务。 哪部电影最好? 这是我们的读者想知道的:

我是时光旅行电影的忠实粉丝(无论如何解释)。 哪部电影最准确地使用了这个故事工具?
让我们考虑一下一部好电影中有关时间旅行的内容,以及您喜欢的电影如何处理它。


相对论之旅到猎户座。 您越接近光速,可见空间就会扭曲得越多,与恒星之间的可见距离会减少,并且旅途中经过的时间就越少。 出于说明目的,使用了FMJ-Software的相对论天文馆StarStrider

如果要进行科学通信,则需要了解旅行的时间。 爱因斯坦相对论最革命的思想之一是空间和时间是不可分割的。 宇宙由时空的四维组织组成,所有物体,粒子和辐射都在其背景下存在。 这会导致一种奇怪且不直观的现象:您在时间上的移动会受到您在空间上的移动的影响,反之亦然。


由于光速的恒定性,以不同速度移动的观察者的光时会有所不同。 爱因斯坦的STO谈论如何改变这些时间和距离。

时空中存在的任何物体都会立即注意到以下三件事:

  1. 对于相对于其移动的其他对象,距离将减小,并且时间将延长。
  2. 关于它们,光总是以相同的速度c移动,即真空中的光速。
  3. 它们在时空中的运动取决于时空的曲率,它取决于周围的物质和能量。

如果您处于某个参考系中(例如,静止不动地站在地球表面上),那么相对于您移动的每个人都会在空间中移动更大的距离,这意味着时间会更少。


以接近光速的速度运动将导致这样的事实,即对于移动的人和保持在固定参照系中的人,时间的流动方式会有所不同。

因此, 双胞胎悖论的工作原理是这样的:离开地球并以接近光速运动的那个人的年龄要小于他留在地球上的同卵双胞胎的年龄 。 以更快的速度在太空中移动的人会随着时间的流逝而经历慢动作。 如果我们开始考虑广义相对论和引力的影响,那么呆在强大的引力场中会对您产生类似的影响:您会感觉到时间的流逝像往常一样,但是远离您的人会变得更快。 通过事件视界之后,此效应在黑洞奇点附近最为明显。


洛伦兹虫洞的数学图。 如果其一端是由正质能产生的,另一端是由负质能产生的,则虫洞可以通过。

但是在GRT中,还有另一种有趣的可能性:虫洞的出现。 虫洞通常被认为是空间中的一条短路,但是没有理由让它们仅穿过空间。 时空也适合这里! 如果您设法通过它创建,稳定和遍历(或发送信息),并在任意时间内前进或后退,则可以使用它。 您甚至可以创建在某些条件下存在的有效数学解的循环或闭合的类似时间的曲线

例如,在广义相对论的背景下,人们可以回到过去的某个地方。 您只需要进行一些调整。


为美国国家航空航天局描绘的扭曲引擎 如果在空间的两个点之间创建一个虫洞,其中一个输入相对于另一输入相对移动,则两端的观察者将以非常不同的速度老化。

如果您用物质创建一个巨大的黑洞,然后用负质量(理论上应该存在)创建另一个BH,则可以在它们之间创建一个虫洞。 将它们散布在任意距离处,并使虫洞的一端加速至接近光线的速度。 而且,当您沿着加速的末端前进时,您可以随时通过它,并在虫洞的另一侧确保安全无虞。 最重要的是,由于您以接近光速的速度运动,因此时间的变化方式与您不同。 当您朝相反方向移动时,事实证明家里几乎没有任何变化。 您可以旅行数百年,然后在离开目的地后几秒钟返回出发点。 从这个意义上讲,时光倒流实际上是可能的。


有时间旅行吗? 例如,虫洞是一个巨大的虫洞,它是借助于一个超大质量黑洞(与负质量能量组成的双胞胎相连)而形成的,它相当。

时光机器和创造性叙事相结合,因此有许多可能性,以及许多电影。 当然,从这个意义上讲,有许多电影没有科学信誉。

几乎没人记得电影《 Timecop》,《 Hot Tub Time Machine》或《 Bill&Ted的奇妙冒险》,因为它们对时间旅行的描述非常准确。时间机器。 在电影“专制”中,时间旅行仅在时间流逝的意义上使用,物体和人保持不变。 超人花了些时间来挽救原始超人电影中的路易斯·莱恩(Lois Lane)的生命,但这不是科学,而是超级大国。 对于最近关于斯特兰奇博士或邪教“术士”的电影,或电影“哈利·波特与阿兹卡班的囚徒”,也可以这样说。 用魔术移动科学观点不会增加您的兴趣。 在许多电影中,时间旅行主要用作情节动作,而不考虑科学信誉。 即使在电影《黑暗之军》中,尽管很有趣,但情节中没有可靠的时间移动机制。


从死灵书中读取法术并将其转移到过去-该情节适合于娱乐性电影,但未通过科学验证。

但是有些电影虽然没有说清楚,也没有直接显示时间的运动机理,但令人惊讶地准确地描述了时间旅行的样子。 前进非常简单:您需要接近光速,回到起点,您将发现自己在遥远的未来。 这就是“猿人星球”将一个人送入遥远的未来到反乌托邦地球的方式,因此《星球大战》的“超动力”实在令人讨厌。 快速移动对时间流逝的速度有重大影响,无论您做什么,都可以带您迈向未来。


来自《星球大战》的超动力似乎描绘了接近光速的相对论运动。 但是没有人会以不同于正常的速度衰老,这违反了相对论。

回到过去,特别是在某个时刻,是电影中有关时空旅行的故事的基础。 关于此机制的操作,有两种理论:

  1. 时间的流逝是恒定的; 发生的一切都已记录下来,当您移回时,您无法更改事件的进程。 您的举动已经内置在事件过程中。
  2. 时间线可以更改; 当您返回时所做的更改会导致另一个未来的出现,甚至可能拒绝您的存在。

第一个理论的两个很好的例子是《十二只猴子》和《时间循环》,它们已经记录了未来。 时间的推移使您可以生活并与过去互动,但不会改变历史的进程。 展开的事件已使您回到过去。 您只是过着自己的生活,完全了解世界的命运。


进入过去的想法由来已久,例如,使用《回到未来》中的Delorean DMC-12。 经过数十年的研究,我们可能遇到了一种物理上可行的解决方案,但很有可能不需要Delorean。

另一方面,即使您自己来自未来,也有可能未记录您的未来。 在“回到未来”系列以及电影“终结者” 1和2中,很多都是基于此。 尽管它们准确描述了时间旅行的身体工作方式,省略了一些关键要素,但旅行者的举动可以改变未来。 凯尔·里斯(Kyle Reese)和莎拉·康纳(Sarah Connor)可以通过与过去被杀死或阻止将与汽车打交道的男孩生存的终结者作战,来防止或延迟世界末日。 马蒂·麦克弗利(Marty McFly)准时旅行以挽救朋友的性命,但他需要确保自己在整个过程中不会从故事中抹黑。 这是电影中充满变幻莫测的两个最好的例子。 此外,《星际迷航》系列电影(2009年的电影,《第一接触》和《回家的路》)也做得很好。


黑洞在电影《星际穿越》中得到最好的描绘,并且它非常准确地描绘了非常特殊的旋转黑洞类别的事件范围。 在引力井的深处,观察者的时间不会像它在室外那样。

两部电影因其科学的信誉和详细的水平而脱颖而出:《星际穿越》和《接触》。 有趣的是,同一位科学家Kip Thorne担任了这两部电影的顾问,他们都使用黑洞和虫洞的想法。 在星际黑洞重力井的深处,观察者的时间以不同的速度移动,这导致了情节的相对论转向。 在电影《接触》中,地球瞬间相当于银河系,甚至可能遍及整个宇宙的全日游。 这些电影中的黑洞,虫洞和广义相对论的物理表现出了它们的全部荣耀,它们看起来很美。


比尔·穆雷(Bill Murray)在“土拨鼠日”的其中一个场景中,在安迪·麦克道威尔(Andy MacDowell)的前面喝咖啡壶

最后,还有另一部可能是最现实,最有趣的电影,它以“时间循环”的形式使用时间旅行:土拨鼠日。 任何允许存在类似闭合的类似时间曲线的GRT解决方案通常都会因为诸如“ 祖父悖论 ”之类的哲学概念而被拒绝但是这些数学解决方案是一致的并且可以描述现实,尤其是如果我们假设循环的开始“重置”了系统的状态。 在“土拨鼠日”中,这一时刻得到了很好的利用,只有当在这一荒谬的善良和自决的道德故事中积累了足够多的变化时,临时循环才会被破坏。 尽管它缺乏科学知识,但此处的时间循环图像是采用最佳方式制作的(尽管我尚未看到《未来的边缘》)。

这是我所见的电影,从科学的角度正确地描述了时间旅行。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN417973/


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