一些科學(xué)家們說(shuō),如果你想穿越蟲(chóng)洞,那么你需要在一定的重力條件下才可能實(shí)現(xiàn)。穿越蟲(chóng)洞不再是紙上理論?愛(ài)因斯坦預(yù)言可能成真?
穿越時(shí)空,已經(jīng)被人們談?wù)撘丫昧?,但目前仍然只是紙上談兵,不過(guò)伴隨著這個(gè)話(huà)題還從中衍生出一個(gè)蟲(chóng)洞的概念。
長(zhǎng)期以來(lái),大多數(shù)的人都認(rèn)為蟲(chóng)洞只存在于科幻小說(shuō)中,他在現(xiàn)實(shí)生活中是不會(huì)發(fā)生的。
幾十年來(lái),這種異想天開(kāi)的想法也吸引了科學(xué)家和科幻作家們的想象力。
然而,最近一些科學(xué)家們說(shuō),如果你想穿越蟲(chóng)洞,那么你需要一些奇怪的重力。換句話(huà)來(lái)說(shuō),就是在一定的引力條件下,穿越蟲(chóng)洞是可能的。
什么是蟲(chóng)洞?
簡(jiǎn)單地說(shuō),“蟲(chóng)洞”是連接宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域之間的時(shí)空細(xì)管,而一些暗物質(zhì)則維持著蟲(chóng)洞出口的開(kāi)放。
蟲(chóng)洞可以連接平行宇宙和嬰兒宇宙,提供時(shí)間旅行的可能。
當(dāng)然蟲(chóng)洞也可能是連接黑洞和白洞的時(shí)空隧道,因此也被稱(chēng)為“灰色通道”。
理論上,蟲(chóng)洞的入口是一個(gè)黑洞。從外面看,穿過(guò)蟲(chóng)洞的過(guò)程相當(dāng)于利用一個(gè)糾纏的黑洞進(jìn)行量子隱形傳態(tài)。
但是對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),真正找到黑洞入口并進(jìn)去才是最重要的障礙。
我們可以將他理解成是連接兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)的隧道。而這條隧道可以是一條直線(xiàn)滑道,也可以是一條更曲折的路徑。
如果一個(gè)蟲(chóng)洞可以連接兩個(gè)時(shí)空,那么人類(lèi)可以用它實(shí)現(xiàn)時(shí)空旅行嗎?
蟲(chóng)洞可以穿越嗎?
蟲(chóng)洞是穿越時(shí)空的終極作弊碼?也許你想從一個(gè)星系跳到宇宙中的另一個(gè)星系而不流汗?但首先,你最好確保你的蟲(chóng)洞是可穿越的。
1930年,愛(ài)因斯坦和內(nèi)森羅森在研究引力場(chǎng)方程時(shí),他們假設(shè)有一條連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道的蟲(chóng)洞,那么就可以瞬間穿越了。
愛(ài)因斯坦預(yù)言了蟲(chóng)洞的存在。蟲(chóng)洞可以穿越時(shí)空嗎?你們猜這個(gè)可能是真的嗎?
盡管蟲(chóng)洞是愛(ài)因斯坦方程的有效解,但它們坍塌的速度太快,以至于你根本沒(méi)有時(shí)間去研究它們。
如果蟲(chóng)洞可以穿越,那你就可以像蟲(chóng)子在蘋(píng)果上鉆洞一樣在時(shí)間和空間上鉆一個(gè)洞。但還沒(méi)過(guò)多久,理論家們就發(fā)現(xiàn)這是行不通的。
如果從引力理論出發(fā),那在愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論中,引力就定義了物質(zhì)與能量、空間與時(shí)間之間的關(guān)系。
哈佛物理學(xué)家DanielJafferis和斯坦福大學(xué)的AronWall教授認(rèn)為,雖然蟲(chóng)洞可以讓你從一個(gè)地方快速旅行到達(dá)另一個(gè)地方,但是穿過(guò)蟲(chóng)洞所需的時(shí)間很可能比平時(shí)更長(zhǎng),而且他還不一定是一條直線(xiàn)。
如果你把一個(gè)三維空間想象成一個(gè)位面,那當(dāng)你穿過(guò)一個(gè)蟲(chóng)洞的時(shí)候,你會(huì)從頭到尾都在這個(gè)位面上,沒(méi)有辦法去時(shí)間旅行。顯然,這并不劃算。
科學(xué)家認(rèn)為:“任何試圖穿越蟲(chóng)洞的旅行者都不符合這個(gè)要求,因?yàn)楫?dāng)隧道坍塌時(shí),它會(huì)被壓碎?!?/p>
對(duì)此,科學(xué)家們根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論做出了模型假設(shè),最終得出了一個(gè)結(jié)論:如果人類(lèi)要想安全的穿越蟲(chóng)洞,那必須要有大量的能量去輔助。
哈佛大學(xué)物理學(xué)家丹尼爾·賈弗里斯也說(shuō),在一定的引力條件下,人類(lèi)通過(guò)蟲(chóng)洞實(shí)現(xiàn)星際旅行是完全可行的。
建立一個(gè)虛擬的蟲(chóng)洞
最近,羅莎試著虛擬的去“建造”一個(gè)穩(wěn)定且可穿越的蟲(chóng)洞,一個(gè)可以安全穿越的蟲(chóng)洞,理論上這個(gè)通道不會(huì)坍塌也不會(huì)困住它的居住者。之后他發(fā)現(xiàn)這確實(shí)是可能的,但前提是我們要調(diào)整我們對(duì)引力的理解。
雖然這是一項(xiàng)有趣的工作,但它只是一個(gè)玩具模型而已。
此外,Jafferis的研究重點(diǎn)并不是建造蟲(chóng)洞,因?yàn)樗枰ㄙM(fèi)巨大的能量,這是人類(lèi)無(wú)法企及的。即使是在自然界中,也從沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)這樣的例子。
相反,科學(xué)家們希望構(gòu)建一種引力量子的理論,這也是自愛(ài)因斯坦時(shí)代以來(lái)科學(xué)家們一直渴望做的事情。
建造蟲(chóng)洞的訣竅是找到一種物質(zhì)和能量的結(jié)構(gòu),讓你可以形成一條隧道,在蟲(chóng)洞研究中通常稱(chēng)為“喉嚨”,連接空間中兩個(gè)遙遠(yuǎn)的點(diǎn)。
原則上,這個(gè)喉嚨可以長(zhǎng),也可以短,但是當(dāng)喉嚨比正常兩點(diǎn)之間的距離短很多時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)更有趣的蟲(chóng)洞,這讓蟲(chóng)洞成為了一條便捷的捷徑。
蟲(chóng)洞也可以充當(dāng)時(shí)間機(jī)器,根據(jù)它們的構(gòu)造方式將您帶入未來(lái)或過(guò)去。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題
幾十年來(lái),科學(xué)家和科幻作家一直在努力尋找這樣一條絕妙的捷徑,以實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)其他恒星(甚至其他星系)的可能性,發(fā)現(xiàn)外星文明的可能性,以及重溫過(guò)去的可能性,或者不必等待未來(lái)的可能性。
這早已是人類(lèi)想象和幻想的一部分,而蟲(chóng)洞為這兩個(gè)問(wèn)題提供了(相對(duì))簡(jiǎn)單統(tǒng)一的解決方案。
但基于廣義相對(duì)論標(biāo)準(zhǔn)建造的蟲(chóng)洞面臨一個(gè)主要問(wèn)題:廣義相對(duì)論蟲(chóng)洞的入口隱藏在事件視界后面,這是空間中的單向障礙。所以它們實(shí)際上是無(wú)法穿透的。
這意味著,如果您想要進(jìn)入蟲(chóng)洞,就面臨著永遠(yuǎn)也無(wú)法離開(kāi)了,這將違背您的目的。
另一個(gè)問(wèn)題是它們是非常不穩(wěn)定的。即使單個(gè)光子或光粒子進(jìn)入喉嚨的那一刻,整個(gè)蟲(chóng)洞也會(huì)在光逃出之前災(zāi)難性地坍塌。
為了穩(wěn)定蟲(chóng)洞并解決廣義相對(duì)論中的這些問(wèn)題,宇宙穿越者必須使用一種具有負(fù)能量或質(zhì)量的非常奇特的物質(zhì)形式來(lái)塑造蟲(chóng)洞。負(fù)質(zhì)量就是說(shuō)如果某物的重量低于零,則它的質(zhì)量為負(fù)。
科學(xué)家們?cè)谟钪娴娜魏蔚胤蕉紱](méi)有觀(guān)察到負(fù)質(zhì)量,因?yàn)檫@種物質(zhì)實(shí)在是太稀少了,所以在我們的宇宙中用異物建造一個(gè)完整的蟲(chóng)洞幾乎是不可能的。
不過(guò)這所有關(guān)于蟲(chóng)洞的討論都是基于廣義相對(duì)論而說(shuō)的,但廣義相對(duì)論并不是引力的最終結(jié)論。
因?yàn)橄鄬?duì)論沒(méi)有辦法去描述黑洞的中心、宇宙的最早時(shí)刻以及相對(duì)論本身與量子物理學(xué)之間的聯(lián)系。
而科學(xué)家認(rèn)為,也許一種新的、改進(jìn)的引力理論會(huì)允許蟲(chóng)洞的存在。
新的研究方式
該研究小組使用了一種改進(jìn)的重力形式,稱(chēng)為廣義混合度量帕拉蒂尼重力。
這種引力理論是基于廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)上的,但在物質(zhì)與能量、空間和時(shí)間之間的關(guān)系上又具有更大的靈活性。
早期的研究發(fā)現(xiàn),在這種修正的引力理論中,穿越蟲(chóng)洞是可能的,但它們還需要蟲(chóng)洞喉嚨外的負(fù)能量。
他們發(fā)現(xiàn),在蟲(chóng)洞的入口處通過(guò)用雙層普通材料的薄殼對(duì)其進(jìn)行了分層,所以蟲(chóng)洞可以在沒(méi)有任何負(fù)能量的情況下通過(guò)。不過(guò),這個(gè)理論還沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。
盡管廣義相對(duì)論已經(jīng)解釋了所有引力測(cè)量,但到目前為止這種探索還沒(méi)有結(jié)束。
如果廣義混合度量帕拉蒂尼引力能更好地解釋對(duì)宇宙的觀(guān)察,那么就有可能創(chuàng)造出一個(gè)蟲(chóng)洞來(lái)旅行了。興許未來(lái)的觀(guān)察可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這一古老理論的裂縫。
但問(wèn)題還不止于此。因?yàn)橄x(chóng)洞也可以充當(dāng)時(shí)間機(jī)器。
因此,關(guān)于蟲(chóng)洞可行的解決方案還意味著時(shí)間旅行會(huì)成為可能。
當(dāng)然,這也會(huì)引發(fā)各種新的問(wèn)題。比如說(shuō)所謂的“祖父悖論”和因果關(guān)系問(wèn)題。
如果知道可以穿越的蟲(chóng)洞確實(shí)存在,不僅會(huì)讓我們的科幻夢(mèng)想成真,還會(huì)徹底顛覆我們對(duì)物理學(xué)的理解。
那么你認(rèn)為蟲(chóng)洞真的存在嗎?
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