有史以来最大功率的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）即将投入运行，它将模拟“大爆炸”之初的宇宙。让人吃惊的是，有人说它可能导致世界上“第一部时间机器”的问世，从而让时间旅行——回到过去或访问未来成为现实。
2000多名物理学家花了14年的时间，耗资80亿美元，建造了目前全球功率最大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）。这座周长为27千米的环形粒子加速器实际上是一部巨型科学仪器，位于日内瓦附近地面下100米，跨越瑞士和法国边界。科学家将用它来研究已知的最小粒子——组成物质的最基本单元，以便深入探讨宇宙的奥秘。
在LHC中，两束被称作“强子”的粒子——实际上是质子或铅离子，将以相反的方向运行，每运行一圈获得一定的能量。物理学家通过观察两束强子在极高能量下的迎面碰撞，就能够重建“大爆炸”产生后不久（最初的万亿分之一秒）的宇宙状况。科学家坚信，这部神奇的机器将大大促进我们对整个世界的认识——从原子以内的微观世界到整个宇宙的宏观世界。
不过，假如两位俄罗斯数学家艾琳娜·阿丽菲娃和伊戈尔·沃洛维奇所言不虚的话，那么LHC的上述贡献，在它的另一个作用面前将黯然失色——他们宣称，它有可能成为世界上的“第一部时间机器”！
这简直不得了！如果真的制造出时间机器，那么人类长久以来一直梦寐以求、却又一直无法如愿的时间旅行——回到从前或者探访未来，不就美梦成真了吗？换句话说，假如LHC果然能成为世界上的“第一部时间机器”，就意味着我们有可能迎接来自未来的探访者！
阿丽菲娃和沃洛维奇都是相当理智且颇有声望的科学家，他们都来自莫斯科的斯特克诺夫数学研究所。当然，他们的说法带有很大的推测性，他们实际上也未暗示来自未来的探访者马上就会出现，只是希望能够利用LHC来测试一下这种可能性。而目前，全世界所有的物理学刊物都还没有审视、更不要说刊登他们的惊世宣言。不过，这些都挡不住其他不少物理学家对这个话题的强烈兴趣——毕竟时间旅行太富有诱惑性了。
那么，LHC真的有可能成为“第一部时间机器”吗？在回答这个问题之前，我们有必要先了解一些有关时间旅行和时间机器的知识。
为什么要建大型强子对撞机？
简单地说，建造大型强子对撞机（LHC）的目的，就是帮助科学家回答粒子物理学中一些十分关键、却又一直悬而未决的问题。LHC所具有的能量之巨大是前所未有的，正因为这样，它或许还能揭示一些我们始料未及的真相！
在过去的几十年中，物理学家对组成宇宙的基本粒子及其之间相互作用的了解一直停滞不前。以往这方面的知识都被浓缩在粒子物理学中的“标准模型”中，然而这个模型中包含着不少的空白，无法讲述完整的细节。要想填补这些知识空白，就需要大量的实验数据，而LHC恰好能提供这样的数据。所以说，LHC可能会让人类对宇宙的认识大大前进一步。那么，LHC究竟能描述哪些细节问题呢？举例如下。
什么是质量？
质量的来源是什么？为什么微小的粒子会具有自己的“称重”？为什么有些粒子完全没有质量？眼下，这些问题都没有答案。而看来最可能的答案，或许就藏在被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子当中。希格斯玻色子是为了让“基本模型”能够运作所需要的一种非常重要、却迄今一直未被找到的粒子。早在1964年，就有人假设这种粒子的存在，可惜科学家至今未能观测到它。而LHC将积极地搜索希格斯玻色子存在的迹象。
宇宙的96%由什么构成？
我们在宇宙中见到的一切——从小小的蚂蚁到宏大的星系——都是由普通粒子构成的。这些可见的一切被统称为“物质”，然而物质仅形成宇宙的4%。至于剩下的96%的宇宙，被认为都是由暗物质和暗能量构成。可是，暗物质无法被直接探察到，只能通过它们所施加的引力来间接知道它们的存在。查明暗物质和暗能量的本质，是粒子物理学和宇宙学所面临的最大难题之一。而LHC将寻找超级对称粒子，以测试一种有关暗物质构成的假设。
为什么不给反物质留“活口”？
我们生活在一个物质世界——宇宙中的一切，包括我们自己，都是由物质构成的。反物质就像是物质的孪生形式，却具有相反的电荷。宇宙诞生时，由“大爆炸”产生的物质和反物质的数量应该是一样多的。不过，当物质和反物质相遇时，它们会相互湮灭，转化为能量。尽管如此，一小部分的物质最终却以某种方式留存下来，构成了今天我们所在的宇宙，而反物质却几乎“片甲不留”。那么，为什么大自然会偏爱物质而忽视反物质呢？LHC将寻找物质和反物质的差异，从而帮助破解上述悬疑。以往的试验已经观察到两者行为的微小差异，但远远不足以解释物质和反物质在宇宙分布中的极大不平衡。
宇宙诞生后第一秒内，宇宙中有哪些物质？
宇宙中的一切都由物质构成，而物质被认为起源于由基本粒子构成的浓稠、炽热的“鸡尾酒”。今天，宇宙中的普通物质由原子构成，每个原子都有一个由质子和电子构成的原子核，而质子和电子又由胶子（一种理论上假设的无质量粒子）和夸克（理论上设想的三种不带正电荷的更基本粒子的通称）连接而成。这种连接非常紧密，但在宇宙的早期，宇宙可能非常炽热，活性十足，所以胶子很可能无法将夸克连接起来。换句话说，在“大爆炸”之后的几微秒之内，宇宙中充满由夸克和胶子所构成的极度炽热而又稠密的混合体——夸克-胶子等离子体。LHC将模拟“大爆炸”之后几微秒之内的宇宙环境，尤其是分析夸克-胶子等离子体的特性。
是否存在更多维空间？
爱因斯坦指出，空间的三维与时间有关。后来又有人提出，空间可能并不只有三维。例如，弦理论就暗指空间可以有四维以上，只不过更多维的空间尚待我们去发现。那么如何发现呢？或许在极高能的情况下就能探察到。仔细分析来自LHC的各个探测仪的数据，也许就能找到更多维空间存在的迹象。
诱人的时间旅行
编译 程辉
感谢爱因斯坦，他让我们知道了时间旅行是存在的。
按照爱因斯坦的广义相对论的描述，宇宙中的一切事物都是以三维空间和一维时间来呈现的。我们能够随心所欲地在三维空间中移动——上下、前后、左右。但是，当面对四维时空的时候，我们似乎就束手无策了。在四维时空中，时间是沿着一个方向向前流动的，我们就像是在时间长河里漂浮的软木一样被牵着鼻子往前走。那么，什么是时间旅行呢？时间旅行是指人离开现在而置身于未来或过去。在科幻作品中，时间旅行是最令人激动的想法之一。登上时间机器，一个人就可以利用控制系统确定任何一个日期（过去或未来），然后启动时间机器，瞬间他就可以被带到那个时代。如此看来，进行时间旅行的确格外诱人——谁不想知道在3000年后科技会发展到什么程度？谁不想目睹恺撒大帝被刺实况？
到未来旅行其实并不难
根据物理学基本定律，时间旅行可能吗，哪怕只是从理论上来讲？至少,在亚原子世界中，时间旅行是可能的。比如，一个正电子（与电子紧密联系的反粒子）就可以被认为是流向过去的电子。因此，如果制造出一对正电子和电子，而后正电子与另一个不同的电子碰撞而湮灭，我们就可以把整个过程看作是单个电子在时空中作“之”字路线的运动：以电子的形式向前移动，然后以正电子的形式向后移动，最后再以电子的形式向前移动。
但是，对于像人类这样的宏观物体，要实现这种运动的可能性是微乎其微的。感谢爱因斯坦，他让我们知道了，在宏观世界，另一种时间旅行是存在的。他在其1905年提出的狭义相对论中指出：对于速度接近光速的物体来说时间流逝变慢，至少对于静止的观察者来说是变慢了。想知道1000年后地球的样子吗？那就飞到距地球500光年的星球然后再回来，往返的速度都必须是光速的99.995％。当你回来时，地球已经苍老了1000岁，而你只增加了10岁。
