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　　有史以來最大功率的粒子加速器——大型強子對撞機（LHC）即將投入運行，它將模擬“大爆炸”之初的宇宙。讓人吃驚的是，有人說它可能導致世界上“第一部時間機器”的問世，從而讓時間旅行——回到過去或訪問未來成為現實。
　　
　　2000多名物理學家花了14年的時間，耗資80億美元，建造了目前全球功率最大的粒子加速器——大型強子對撞機（LHC）。這座周長為27千米的環形粒子加速器實際上是一部巨型科學儀器，位于日內瓦附近地面下100米，跨越瑞士和法國邊界。科學家將用它來研究已知的最小粒子——組成物質的最基本單元，以便深入探討宇宙的奧秘。
　　在LHC中，兩束被稱作“強子”的粒子——實際上是質子或鉛離子，將以相反的方向運行，每運行一圈獲得一定的能量。物理學家通過觀察兩束強子在極高能量下的迎面踫撞，就能夠重建“大爆炸”產生後不久（最初的萬億分之一秒）的宇宙狀況。科學家堅信，這部神奇的機器將大大促進我們對整個世界的認識——從原子以內的微觀世界到整個宇宙的宏觀世界。
　　
　　不過，假如兩位俄羅斯數學家艾琳娜•阿麗菲娃和伊戈爾•沃洛維奇所言不虛的話，那麼LHC的上述貢獻，在它的另一個作用面前將黯然失色——他們宣稱，它有可能成為世界上的“第一部時間機器”！
　　這簡直不得了！如果真的制造出時間機器，那麼人類長久以來一直夢寐以求、卻又一直無法如願的時間旅行——回到從前或者探訪未來，不就美夢成真了嗎？換句話說，假如LHC果然能成為世界上的“第一部時間機器”，就意味著我們有可能迎接來自未來的探訪者！
　　阿麗菲娃和沃洛維奇都是相當理智且頗有聲望的科學家，他們都來自莫斯科的斯特克諾夫數學研究所。當然，他們的說法帶有很大的推測性，他們實際上也未暗示來自未來的探訪者馬上就會出現，只是希望能夠利用LHC來測試一下這種可能性。而目前，全世界所有的物理學刊物都還沒有審視、更不要說刊登他們的驚世宣言。不過，這些都擋不住其他不少物理學家對這個話題的強烈興趣——畢竟時間旅行太富有誘惑性了。
　　那麼，LHC真的有可能成為“第一部時間機器”嗎？在回答這個問題之前，我們有必要先了解一些有關時間旅行和時間機器的知識。
　　
　　為什麼要建大型強子對撞機？
　　
　　簡單地說，建造大型強子對撞機（LHC）的目的，就是幫助科學家回答粒子物理學中一些十分關鍵、卻又一直懸而未決的問題。LHC所具有的能量之巨大是前所未有的，正因為這樣，它或許還能揭示一些我們始料未及的真相！
　　在過去的幾十年中，物理學家對組成宇宙的基本粒子及其之間相互作用的了解一直停滯不前。以往這方面的知識都被濃縮在粒子物理學中的“標準模型”中，然而這個模型中包含著不少的空白，無法講述完整的細節。要想填補這些知識空白，就需要大量的實驗數據，而LHC恰好能提供這樣的數據。所以說，LHC可能會讓人類對宇宙的認識大大前進一步。那麼，LHC究竟能描述哪些細節問題呢？舉例如下。
　　什麼是質量？
　　質量的來源是什麼？為什麼微小的粒子會具有自己的“稱重”？為什麼有些粒子完全沒有質量？眼下，這些問題都沒有答案。而看來最可能的答案，或許就藏在被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子當中。希格斯玻色子是為了讓“基本模型”能夠運作所需要的一種非常重要、卻迄今一直未被找到的粒子。早在1964年，就有人假設這種粒子的存在，可惜科學家至今未能觀測到它。而LHC將積極地搜索希格斯玻色子存在的跡象。
　　宇宙的96%由什麼構成？
　　我們在宇宙中見到的一切——從小小的螞蟻到宏大的星系——都是由普通粒子構成的。這些可見的一切被統稱為“物質”，然而物質僅形成宇宙的4%。至于剩下的96%的宇宙，被認為都是由暗物質和暗能量構成。可是，暗物質無法被直接探察到，只能通過它們所施加的引力來間接知道它們的存在。查明暗物質和暗能量的本質，是粒子物理學和宇宙學所面臨的最大難題之一。而LHC將尋找超級對稱粒子，以測試一種有關暗物質構成的假設。
　　為什麼不給反物質留“活口”？
　　我們生活在一個物質世界——宇宙中的一切，包括我們自己，都是由物質構成的。反物質就像是物質的孿生形式，卻具有相反的電荷。宇宙誕生時，由“大爆炸”產生的物質和反物質的數量應該是一樣多的。不過，當物質和反物質相遇時，它們會相互湮滅，轉化為能量。盡管如此，一小部分的物質最終卻以某種方式留存下來，構成了今天我們所在的宇宙，而反物質卻幾乎“片甲不留”。那麼，為什麼大自然會偏愛物質而忽視反物質呢？LHC將尋找物質和反物質的差異，從而幫助破解上述懸疑。以往的試驗已經觀察到兩者行為的微小差異，但遠遠不足以解釋物質和反物質在宇宙分布中的極大不平衡。
　　
　　宇宙誕生後第一秒內，宇宙中有哪些物質？
　　宇宙中的一切都由物質構成，而物質被認為起源于由基本粒子構成的濃稠、熾熱的“雞尾酒”。今天，宇宙中的普通物質由原子構成，每個原子都有一個由質子和電子構成的原子核，而質子和電子又由膠子（一種理論上假設的無質量粒子）和夸克（理論上設想的三種不帶正電荷的更基本粒子的通稱）連接而成。這種連接非常緊密，但在宇宙的早期，宇宙可能非常熾熱，活性十足，所以膠子很可能無法將夸克連接起來。換句話說，在“大爆炸”之後的幾微秒之內，宇宙中充滿由夸克和膠子所構成的極度熾熱而又稠密的混合體——夸克-膠子等離子體。LHC將模擬“大爆炸”之後幾微秒之內的宇宙環境，尤其是分析夸克-膠子等離子體的特性。
　　是否存在更多維空間？
　　愛因斯坦指出，空間的三維與時間有關。後來又有人提出，空間可能並不只有三維。例如，弦理論就暗指空間可以有四維以上，只不過更多維的空間尚待我們去發現。那麼如何發現呢？或許在極高能的情況下就能探察到。仔細分析來自LHC的各個探測儀的數據，也許就能找到更多維空間存在的跡象。
　　
　　誘人的時間旅行
　　編譯 程輝
　　
　　感謝愛因斯坦，他讓我們知道了時間旅行是存在的。
　　
　　按照愛因斯坦的廣義相對論的描述，宇宙中的一切事物都是以三維空間和一維時間來呈現的。我們能夠隨心所欲地在三維空間中移動——上下、前後、左右。但是，當面對四維時空的時候，我們似乎就束手無策了。在四維時空中，時間是沿著一個方向向前流動的，我們就像是在時間長河里漂浮的軟木一樣被牽著鼻子往前走。那麼，什麼是時間旅行呢？時間旅行是指人離開現在而置身于未來或過去。在科幻作品中，時間旅行是最令人激動的想法之一。登上時間機器，一個人就可以利用控制系統確定任何一個日期（過去或未來），然後啟動時間機器，瞬間他就可以被帶到那個時代。如此看來，進行時間旅行的確格外誘人——誰不想知道在3000年後科技會發展到什麼程度？誰不想目睹愷撒大帝被刺實況？
　　
　　
　　到未來旅行其實並不難
　　根據物理學基本定律，時間旅行可能嗎，哪怕只是從理論上來講？至少,在亞原子世界中，時間旅行是可能的。比如，一個正電子（與電子緊密聯系的反粒子）就可以被認為是流向過去的電子。因此，如果制造出一對正電子和電子，而後正電子與另一個不同的電子踫撞而湮滅，我們就可以把整個過程看作是單個電子在時空中作“之”字路線的運動︰以電子的形式向前移動，然後以正電子的形式向後移動，最後再以電子的形式向前移動。
　　但是，對于像人類這樣的宏觀物體，要實現這種運動的可能性是微乎其微的。感謝愛因斯坦，他讓我們知道了，在宏觀世界，另一種時間旅行是存在的。他在其1905年提出的狹義相對論中指出︰對于速度接近光速的物體來說時間流逝變慢，至少對于靜止的觀察者來說是變慢了。想知道1000年後地球的樣子嗎？那就飛到距地球500光年的星球然後再回來，往返的速度都必須是光速的99.995％。當你回來時，地球已經蒼老了1000歲，而你只增加了10歲。