煺叨蓟嵫刈鸥髯圆畈欢嗤淝氖澜缦呓胛蠢床⑶掖┕趁妗Ｔ谖蠢吹哪骋坏悖覣点出发的观察者将接收到来自B点的信号，而且观察者被一些发生在B点的事件所影响，这是第一次。但是，这一观察者绝不会对发生在B点的事件产生任何影响，因为向那里发送一个信号就需要做时间退行（在这一讨论中，我假定超光速粒子是不存在的）；任何相互影响严格上来说都是单向的。相同的方式也适用于其他观察者，事实上适用于平直时空中的所有观察者。
但是，如果观察者居住在一个正在旋转的宇宙，他们将会发现这个宇宙会以一种翻倒光锥（在宇宙中的任何地方）的方式拖动周围时空。如果宇宙旋转得足够快，光锥翻倒，以至于从A点出发的观察者在不超出未来光锥范围的情况下可以达到B点——也就是在不超过光速的情况下。一个从B点出发的观察者以相似的方式访问C点，我们可以想象一组相互重叠的光锥合拢起来，在整个宇宙中组成了一条循环线，然后返回到点A（图7。5）。但是，请记住，这是一个时空图。点A既代表了空间中的一个位置也代表了一个时间点。在哥德尔的宇宙中，从时空中的一点出发，在一个封闭路径中绕行宇宙，它将带你回到出发
时的同一时间和地点。这是有可能的，只是根据宇宙飞船中携带的计时器这一旅行可能历时千年。
当然，这样也有问题。为了以这种方式产生封闭类时曲线，像我们这样的宇宙应当是每700亿年旋转一次，对于一个约150亿年的宇宙来说，这是一个相当慢的旋转速度而且是很难测量的，然而现有证据明确反对宇宙具有这一旋转。即使宇宙以这一速度旋转，最短的类时曲线的周长也约有1000亿光年。就是说，哪怕是甚至对于一束光，绕着宇宙旋转并且回到出发时的同一时空点，也需要1000亿年。事实上，使用这一宇宙时间机器是不具有现实可能性的。但是，哥德尔对爱因斯坦方程式的解答再一次显示，时间旅行是不受一般理论禁止的。这也显示出，这种旋转及其产生的光锥倾斜可能导致类时曲线的存在。1973年，马里兰大学的研究人员意识到，如果物质密度够大，旋转得足够快，而且质量上远远小于整个宇宙的话，这样的一幕也会上演。
提普勒的时间机器
提出这一戏剧性想法的弗兰克…提普勒，他居住在美国新奥尔良的杜兰大学，并且筹划建造一个时间机器。他对宇宙中是否存在不同宇宙的旋转图7。5如果宇宙正在旋转，光锥可能翻倒，这样你可以从A移动到B再到C——然后绕了一圈，回到事件A。即，回到出发时的同一地点和同一时间——这不需要比光速快。
于我们人类的任何其他形式智能生命很感兴趣（不开玩笑，他的结论是，对于比我们稍微先进的文明来说将整个宇宙开拓为殖民地是非常容易的，在我们天文学“后花园”太阳系之中我们没有看到存在这种文明的任何征兆，这个事实可以作为支持我们代表最先进文明的这一
结论的强大证据）。1980年我第一次接触了提普勒，我将他关于时间旅行的想法整理成文，发表在我当时就职的《新科学家》杂志。从那时候开始，我们保持联系，他向我保证他在20世纪70年代的推断仍然是经得起检验的。事实上，他关于时间机器的数学描述于1974年发表在《物理学评论》杂志（第9卷，2203…2206页），标题是《旋转柱体和全球的因果违逆》。对于你和我来说，“全球因果违逆”就意味着“时间旅行”。当我问提普勒他是否真正认为时间旅行是可能的，他〞米〞花〞书〞库〞 ；http：//www。7mihua。com
回答说“在经典的广义相对论背景下，因果违逆的确具有现实的理论可能性”。他所采用的系统而完整的方法为时间旅行可能性的进一步推断提供了坚实的基础
提普勒分三步阐明了实现时间机器的数学蓝图的路径。首先，他问道，在理论上方程式是否允许在时间上和空间上都回到起点的时空旅行存在，因为时间退行也是这一旅行的一部分。我们已经知道答案是肯定的——哥德尔在1949年已经证实这一点，而且还有一些关于爱因斯坦方程式解答的其他范例，它们都允许封闭类时曲线。实际上，布兰登…卡特在1968年指出，如果黑洞转得很快，用于描述旋转黑洞附近时空的爱因斯坦方程的克尔解也包含着封闭类时曲线。提普勒知道这些早期研究工作，然而，为了谨慎起见，他首先证实了封闭类时曲线是广义相对论所允许的。接着他提出，是否可能存在这样的情况，在这种情况下围绕着封闭类时曲线的旅行在宇宙中自然地发生。答案又是“是”。最后，他自问是否存在这样的可能性——至少在原则上——我们可以人为地创造这样的条件，那就是，创造出一个运转的时间机器。答案也是肯定的。
在1974年发表的论文和随后的著作之中，提普勒推断的一个关键特征是旋转。他还发现，这种类型的时间机器（自然的或人工的）不能在通常情况下由普通物质创造出来。你需要有一个旋转的裸奇点，以便能够产生封闭类时曲线。就自然的时间机器来说，据我们的了解，这一可能性是绝对存在的，当黑洞爆炸的时候或者当非球形物质集合体在重力作用下坍塌的时候，裸奇点都可能形成——在任一种情况下，若最终产物不旋转，那将是令人惊讶的。到目前为止，提普勒
著作最有趣的部分是他对人工时间机器基本原理的描述。光锥倾斜实现时间旅行的方式显示在图7。6中。在这个版本的闵可夫斯基图中，显示出两个空间尺度X和Y，照例随着时间流动向页面顶端延伸。图中只显示出未来部分的光锥，这样图看起来比较简单。时间轴也代表着隐蔽在强大重力场中的一个大质量的和快速旋转的裸奇点的世界线；通过观察围绕着奇点但远近不同的路线，我们可以发现一些有趣的影响。在远离奇点的位置，重力场是微弱的，光锥以平直时空的通常方式伸展进入未来。但是，离旋转奇点越近，光锥倾斜角度就越大，并朝着中心天体旋转的方向。对于处于这一情况下的观察着来说，一切都看似正常，例如，狭义相对论限制旅行者速度要低于光速的规定仍然保持不变。但是，对于在平直时空中距离较远并且在扭曲时空区域内进行观察的观察者来说，我们可以看出在强大重力场中空间和时间的作用开始相互交换。时间本身开始在中心天体周围旋转运动。
就时间旅行来说，光锥倾斜的重要阶段是光锥倾斜超过45度。因为光锥的半角是45度，从这一点开始，光锥的严重倾斜使得光锥的一边位于代表着整个空间的XY平面的下面。从弱重力场的角度来观察，当前在强大重力场区域内的未来光锥部分位于过去。要记得一个空间旅行者原则上可以达到未来光锥内的任何地方。在光锥极端倾斜的这种状况下，旅行者会选择沿着一个在空间中仅由封闭轨道形成的路径到达外部观察者，而在时间上（沿着页面向上）不会有任何移动！在某种意义上，旅行者将会同时处于轨道周围的任何地方。如果旅行者选择
将宇宙飞船控制在XY平面上面的航线，它将会围绕着时间轴平缓地螺旋旅行，逐渐地移动到页面底部并且在时间上向后倒退，这可通过图7。6中间部分的螺旋运动“轨道”显示出来。宇宙飞船将会返回到同一地点，但是时间上越来越早。然后，随着对轨道的审慎调整，旅行者将会沿着相似的螺旋状路径在时间上向前移动并且进入未来。就如提普勒提出的观点：
一个旅行者在弱重力场区域开始旅行——可能是在地球附近——进入倾斜光锥区域，在那里朝着负时间方向移动，然后回到弱重力场区域，这一区域不会被他的未来光锥所定义。如果在强重力场范围内他在负时间方向上行进得十分远，那么他在离开之前就能够返回到地球——只要他愿意他能够进入到地球的过去。这是一个真正时间旅行的实例。
事实上，即使存在这样的时间机器，像人们所期望的那样回到地球的过去是不可能的。我所描述的所有效果，包括倾斜的光锥，仅一适用于从建造时间机器（无论是自然的还是人工的）的时空点开始的未来时空区域。这一时间机器打开所有的时空未来供以探索，但是使用这一机器返回到机器建造时刻之前是不可能的。这就意味着，如果我们明天建造一个时间机器，我们不能用它回到过去，用以研究古埃及人建造金字塔的方式。有可能的就是，如果那个时候时间机器已经存在，我们可以幸运地找到它并且学习如何使用它。一些时间旅行爱好者抓住这一点，用于解释为什么时间旅行者没有访问我们。他们提出，其原因并不是像其他人所主张那样的时间旅行不可能，而不过是时间机器还没有发明出来！我们不可能明天建造一个时间机器并且利用它返回到地球历史上一些有趣的事件，这一点让时间旅行爱好者也稍感失望。然而，在提普勒时间机器的建造中涉及一个补偿性的意外收获。它仅需要存在一瞬间，这样就可以打开整个未来供以探索，因为与时间机器相关联的封闭类时曲线从建造时间机器的那一刻起延伸至整个未来。但是还有一个关键的问题：如何开始建造这样一个设备呢？
原则上来说，最好的办法就是找到一个旋转的致密天体，它是宇宙中自然产生的，然后将其旋转提速到周围可以产生封闭类时曲线。我们所需要的是一个大质量的、致密的和高速旋转的圆柱体。最佳的开始点是中子星。中子星是已知的最致密的大密度天体，并且其中一些的旋转速度很快。至少已知某些脉冲星每1又1/2毫秒绕着自己的轴心旋转一次（有一种夸张的说法，将其称为“毫秒脉冲星”）。令人惊讶的是，根据提普勒的推断，这接近于一个自然时间机器形成的旋转速度。他说，如果一个旋转的大质量圆柱体旋转速度足够快，那么在它的中心位置就会形成一个裸奇点，形成与奇点相关联的封闭类时曲线。这个圆柱体至少需要100千米长，横向不超过10至20千米，至少包含与太阳相等的质量并且具有中子星的密度，整个旋转速度是原每毫秒速度的两倍——比毫秒脉冲星的速度要快三倍。事实上，如果你找来10个中子星，将它们极对极连接起来，让它们做足够的旋转运动，208寻找时间的边缘：黑洞、白洞和虫洞你就可以得到一个提普勒时间机器。
当然，在这样一个宏大的工程中涉及很多问题，不仅仅是在哪里找到10个中子星作为开始。圆柱体的边缘将会以光速一半的速度作圆周运动，而且与这一旋转的强大角动量相关的能量与圆柱体的静止能量（“mc2”）几乎相同——提普勒说，“能量很大，以至于所伴随的离心力可能导致旋转体分裂”。当圆柱体试图在一个方向上将自己分裂的时候，它会设法在另一个方向上沿着它的长度进行坍缩。10个首尾相连的中子星的引力将很快使它们坍缩为一个黑洞，除非一些形式的场能量比我们已知的任何事物都要强，能够让圆柱体保持坚固不变。这听起来似乎不可能——但是要记得，奇点要在最短暂的一瞬间形成，以便能够提供封闭类时曲线从而使得时间旅行从此以后一直可以实现。与之前的许多相对论者一样，提普勒想要告诉我们，时间旅行在原则上的确是可能的，但是，与建造时间机器相关的现实困难是很多的，而且可能是无法解决的。尽管如此，我发现毫秒脉冲星的存在实在诱人而有趣，是“如此之近却又遥不可及”的一个经典案例。这种天体太接近于自然时间机器，以至于我们很难反对这一推断，那就是自然可能已经完成了人类工程师认为很难完成的工作。对我来说，更有可能的是我们的后代将会发现一个已经存在的时间机器（意外的惊喜是他们真的可以利用它走回历史），而不是自己建造一个。
但是，这并不是时间机器工程的终点。提普勒的时间机器坍缩为一个黑洞的设想，以及所需的能量场——其场能量要比地球上已知的任何事物强大从而使得事物坚固不变，这些似乎又使我们回到虫洞和宇宙弦的话题。如果存在宇宙弦，它将是一个理想的东西，可以将提普勒的中子星穿起来并且阻止它们坍缩，就像一个理想的东西能够保持由虫洞制造出来的星际之门打开。与索恩一样，诺维科夫和他的同事们已经证明，一旦有一个作为星际之门的虫洞，它能够通过多维空间提供一个捷径，原则上来说，一个普通的东西就能将其转变为时间机器。
虫洞和时间旅行
卡尔…萨根需要一些合理可信的噱头，以取悦他的小说读者们，这引起了一些连锁反应，在物理学团体和整个世界广泛传播。诺维科夫对封闭类时曲线的含义感兴趣已经很多年。当加州理工研究小组认识到他们为了适应萨根虚构需要所设计的这类星际之门可以被用作时间机器的时候，对于索恩来说，与诺维科夫取得联系是很自然的，对于在莫斯科的诺维科夫小组来说，参与查明物理学定律是否能够以索恩所谓的“一种合理方式”解决封闭类时曲线存在的问题，这也是很自然的。加州理工学院小组直接参与了由两大洲的七名研究人员组成的这个研究。索恩将他们称为“俱乐部”；还有一些其他俱乐部，包括纽卡斯尔研究小组，雷德蒙特（美国圣路易斯的华盛顿大学）和马特…维瑟，他们都对封闭类时曲线含义很感兴趣。本章下面讨论的大部分内容都基于苏美俱乐部的研究——从他们将星际之门转变为时间机器的方法开始。
一旦你有一个运转中的虫洞星际之门，你甚至不需要广义相对论来告诉你如何将其变为时间机器。要记得，如果有两个同�