近日，著名动画火柴人系列推出新作《火柴人 vs 物理》，短短十几分钟的时间，火柴人一路穿越时空，历经从牛顿力学直至弦论的旅途。其中高潮部分就是火柴人通过旋转一个“圆柱”逆转时间——这就是 Tipler 圆柱。
最近火柴人动画大佬 Alan Becker 投稿了他的最新大作《火柴人 vs 物理》，视频立马冲上了 b 站热门。
在视频中我们跟随着 The Second Coming（即火柴人主人公，后面我们简称 TA 为“再临”）的脚步，享受了一场视听和精神的双重盛宴。我们重新走过了发现经典力学和万有引力的探索之路，然后进入太空，见识了神奇的引力弹弓和超越“level 6 级的超电磁炮”，随着再临和 TA 的火箭被加速到接近光速，我们的视角跟着一起穿越各种璀璨的天体，横渡虚空，瞬间来到了类星体的核心——黑洞附近。
至此我们已经来到人类实验和观测所到达的最前沿。
从再临再次挥舞着 TA 的原力牛仔帽跳入黑洞起，视频所展示的大部分内容便是目前实验与观测无法触及到的人类理论探索与想象力的最前沿了，非理论物理方向的同学大概这个时候都开始懵圈了。这部分内容细节非常丰富，涉及的内容极其广泛，包含黑洞内部结构、全息原理以及弦论等最前沿的课题。
在这篇文章里，我不会试图去涵盖这些深刻的内容，让我们把注意力聚焦在一个点，那个使剧情首尾相连的神奇道具——Tipler 圆柱上。视频中再临通过旋转 Tipler 圆柱逆转了时间，给过去的自己送去了各种道具，这是如何做到的呢？下面让我们一起来了解一下这个神奇的时间机器——Tipler 圆柱。
Tipler 圆柱是由 Willem Jacob van Stockum 在 1936 年和 Kornel Lanczos 在 1924 年分别独立发现的一种广义相对论中爱因斯坦场方程的解，描述了旋转圆柱的时空几何。但直到 1974 年 Frank Tipler 经过细致的研究后，人们才意识到这个解可以产生闭合类时曲线——这意味着这个解所描述的时空可以作为某种时间机器。
尽管在 Tipler 的论文中，他分析使用的是无限长圆柱体，但他在文章结尾猜想对有限长的圆柱体也可以类似地构造出闭合类时线——这意味着我们或许可以真的造出一个时间机器！从现在没什么人研究或者尝试制造 Tipler 圆柱可见，Tipler 圆柱大概是有问题的。在 1992 年，霍金在他提出时序保护猜想的论文中证明了在满足弱能量条件的无曲率奇点时空中，不可能在有限体积中制造出时间机器（闭合类时线）。
而 Tipler 圆柱满足弱能量条件，所以有限长的 Tipler 圆柱不足以产生闭合类时线。那看来再临跳入黑洞以后是穿越到什么别的宇宙去了。
一直以来时间旅行都是一个让人着迷的话题，不论在科幻还是在科学中都有大量的讨论。遗憾的是，我们依然无法找到一种切实的时间旅行的方法，不过万幸的是，我们也无法完全证实时间旅行是不可能的。人类的探索精神和好奇心是永无止境的，谁知道未来我们认知的边界会被推到多遥远的地方呢？或许有一天我们也有机会像再临一样，用苹果砸一下过去的自己的脑袋。