时间旅行悖论与多重历史

如果时间旅行是可能的，它似乎不可避免地会导致悖论。这些包括一致性悖论，例如著名的祖父悖论，以及 bootstrap 悖论，即某物无中生有。一类提出的解决这些悖论的方案允许多重历史（或时间线），使得对过去的任何改变都发生在一个新历史中，独立于时间旅行者起源的那个历史。我们引入了一个带有时间机器的时空的简单数学模型，并分别利用分支时空和覆盖空间提出了两种可能的多重历史模型。我们利用这些模型构造了时间旅行悖论的多重历史解决方案的新颖具体例子，并探讨了诸如人们是否能够回到先前访问过的历史，以及需要有限还是无限数量的历史等问题。有趣的是，我们发现在某些假设下历史可能是有限且循环的，这种方式将 Novikov 自一致性猜想扩展到多重历史并展现出结合两者的混合行为。研究这些循环历史，我们严格确定了在特定物理定律下完全解决时间旅行悖论需要多少历史。最后，我们讨论了观察者如何实验区分多重历史与 Hawking 和 Novikov 猜想。