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虫洞,宇宙里面的快速通道

很多科幻作品中都涉及到所谓的虫洞,它们是宇宙里面的快速通道。通过虫洞,一个旅行者可以很快的从一个地方到达另一个相距很远的地方,而在传统方式下,旅行者可能终其一生都无法通过这段漫长的旅程。

那么,虫洞到底是什么,它是否真实存在?它和黑洞有什么关系?人类又是否可以利用它?让我们来看看科学家的回答。

虫洞理论最早是在1916年提出来的,当然,那时还不叫这个名字。当时,奥地利的科学家Ludwig Flamm在审查一个物理学家提出的广义相对论方程的解的时候,想到了另一个可能的解。他提出了所谓的'白洞',即在黑洞的时间反演变换。黑洞和白洞的入口可以通过时空管道连接。掉进黑洞的物体可能从白洞中喷出来。

1935年,爱因斯坦和物理学家Nathan Rosen基于广义相对论提出了联系时空点的捷径,这个捷径就被称为爱因斯坦-Rosen桥,或者虫洞。虫洞能够减少从一个时空点到另一个时空点的距离,因此,看上去确实是一个宇宙旅行的快速通道。

虫洞有两个开口,一个联系两个开口的通道。虫洞的开口很可能是球形的,通道可能是直线段,也可能是弯曲的。尽管爱因斯坦的理论从数学上提出了虫洞的存在,但是迄今为止,没有任何找到虫洞的证据。广义相对论方程的一些解允许存在两端都是黑洞的虫洞,但是,普通的恒星在超新星爆发后形成的黑洞并不会产生虫洞。

以目前的理论看来,通过虫洞旅行的可能性并不大。原因很复杂,不仅仅是因为至今我们尚没有发现一个虫洞。

最大的问题是虫洞可能太小了。理论上,宇宙里面可能自然形成的原初虫洞的直径大概只有10的负36次方米,比原子核还小21个数量级。当然,随着宇宙的膨胀,虫洞可能被拉到更大的尺寸,不过不要指望它大得足够通过一个原子。

另外的问题就是虫洞非常不稳定,一旦有什么东西穿过虫洞,其导致的扰动都能让虫洞迅速崩溃而关闭。科学家认为,需要一些特别的物质来保证虫洞的稳定性,但是这种物质是否存在于我们的宇宙中还是一个谜。特别的奇异物质具有负的能量密度和负压,它们只在某些量子场论的真空态中存在,而我们所说的什么暗物质、暗能量等都具有正的能量密度。

物理学家,2017年的诺贝尔物理奖获得者基普·索恩认为,人类通过虫洞旅行极有可能是物理规律所不允许的。他觉得这听上去很令人难受,但是事实指向就是如此。尽管虫洞里面可能有奇异物质来保证其稳定存在,但是有正常物质通过则会抵消这种稳定性。

当然,这些都是基于人类目前掌握或者理解的物理规律做出的推论,也许在未来某一天,我们对宇宙认识再度深入之后,不可能的事也能够变成可能。但愿如此。

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来自:wenxuefeng360  > 天文
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