北京
我们都知道规矩。
无论出于什么原因、通过什么手段，如果你穿越回过去，绝对不能在祖父有机会生育后代之前找到他并杀死他。
这样做会破坏宇宙——因为如果你的祖父从未留下后代，你就不会出生，也就不可能穿越回去杀死他。
宇宙究竟会如何解决这个难题尚不清楚。也许物理定律会从一开始就阻止这种事情发生。斯蒂芬·霍金这么说过。
但今天，我们有好消息。物理学家找到了一种数学方法来避免这场危机。只不过有一个小问题：他们的解决方案引入了一种不稳定性，可能使时空结构中的微小扰动呈指数级增长。
哦，太好了。
霍金在1992年提出了他的时序保护猜想，以探讨向过去的时间旅行是否可能。该猜想指出：“物理定律不允许闭合类时曲线的出现。”
问题在于，尽管霍金的计算支持他的猜想，物理学家尚未确认宇宙实际上会强制执行它。
爱因斯坦的广义相对论是我们对引力的最佳描述，它允许时空存在一些非常奇特的安排。其中包括闭合类时曲线——至少从数学上说，这种穿越时空的路径可以把旅行者带回自己的过去。
这种路径是否真的能存在于物理宇宙中，完全是另一回事。
霍金怀疑量子效应会阻止它们形成。但还没有人能够确凿地指出这种机制可能是什么。
新罕布什尔大学的物理学家穆斯塔法·伊斯梅尔和大卫·马丁利想知道，引力本身是否可能提供答案。毕竟，如果引力的数学允许时间环路存在，那么另一种引力表述或许能阻止它们。
现在，你需要理解关于引力的一件事。尽管广义相对论是我们目前描述引力的最佳框架，但它并不是我们唯一的框架。
在广义相对论中，时空有一种几何结构，由所谓度规来描述，它决定距离和时间间隔；还有一种数学联络，描述你在该几何中移动时方向如何变化。二者以特定方式联系在一起。
另一种名为度规-仿射引力的引力框架放宽了这种关系，使度规和联络可以更独立地运作。
伊斯梅尔和马丁利正是在这里找到了回旋余地。
他们利用度规-仿射引力构建了一个模型，其中时空可以具有内建的时间方向。在适当条件下，时间会沿着旅行者穿越时空所能走的任何路径始终向前流动，从而使旅行者不可能绕回自己的过去。
他们把这个模型命名为“施加时序的度规-仿射引力”（Metric-Affine Gravity Imposing Chronology）。没错，简称 MAGIC。
到目前为止一切顺利，对吧？
在广义相对论中，引力可以以两种不同方式涨落，对应引力波拉伸和挤压空间的两种方式。
MAGIC 引入了引力涨落的第三种方式——标量模。而标量模与我们已知的现实相处得并不特别好。
在研究人员研究的宇宙学背景上，它存在所谓梯度不稳定性。扰动不像稳定波通常那样传播，而是会指数级增长，且波长越短增长越快。
这意味着，以目前的形式，MAGIC 无法提供对宇宙的稳定描述。
这是让 MAGIC 成为可行引力理论的最大障碍。还有一些较小的障碍。
首先，MAGIC 只在局部建立时序保护的条件。
要保证时间在宇宙任何地方都不能绕回自身，研究人员必须对时空的整体结构作出额外假设，而他们尚未证明这一假设可由模型本身推出。
因此，尽管他们能让 MAGIC 阻止时间环路，他们尚未证明阻止时间环路是 MAGIC 本身内置的性质。
其次，MAGIC 的设计目的是防止度规以某种方式失效，从而导致时空无法被恰当描述——但这种保障措施并非在所有情况下都有效。
我们并不知道这些失效是否真的会在 MAGIC 中发生——研究人员尚未证明它们会发生——但他们也没有排除这种可能。
所以，我们有了一个被设计来做特定事情的框架，而它可能并不总能做到那些特定的事情。
但这没关系。因为 MAGIC 并不 supposed to be 最终答案。它是对时序保护如何可能内建于引力之中的一个有趣演示——是研究方向上的一个步骤，而不是一个可行的解决方案。
而且，迈出这一步后，研究人员更清楚下一步该往哪里走。
他们写道：“在不丢失类时闭合投影模的情况下稳定标量模，是迈向现象学完备化的自然下一步。”
所以告诉你祖父耐心点。物理学家也许仍能找到办法，让他免遭穿越时空、破坏规矩的孙辈毒手。
该研究已发表在《物理评论D》上。
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