穿越虫洞不再是纸上理论？专家称：某些条件下可能实现！
怪奇物言 2021-08-23 20:53
科学领域创作者
穿越时空，这个伟大的概念被人们谈论已久，但是仍然只是纸上理论，其中伴随着穿越衍生的一个概念就是虫洞。虫洞是广义相对论中的一个老概念，它是基于阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森的研究，他们试图弄清楚基本粒子在弯曲时空中的行为。他们的想法将粒子-反粒子对视为时空管的两端。
这个爱因斯坦-罗森桥的一端看起来像一个黑洞，另一端看起来像一个反黑洞，或者说是白洞。粒子物理学的想法从未成功，但这项工作启发了其他研究人员研究爱因斯坦-罗森桥作为穿越空间的可能捷径。如果虫洞是可穿越的，你就可以像虫子在苹果上钻洞一样在时空中钻洞。没过多久理论家就发现这是行不通的。虽然虫洞是爱因斯坦方程的有效解，但它们坍缩得如此之快，你根本没有时间去研究它们。在广义相对论中，虫洞是不可穿越的。
当然，这些理论不可能永远阻止一个坚持不懈的理论家，很快他们就发现，你可以通过在虫洞里放置某种负能量来让它穿过，这种负能量可以用于曲速引擎。但并不是一切都完了。我们知道爱因斯坦的理论一定会在量子尺度上崩溃，因为它是经典理论。据推测，有某种量子引力理论可以取代广义相对论。
我们还没有一个完整的量子引力模型，但我们有几个近似模型可以为我们指明正确的方向。其中一个模型被称为爱因斯坦-狄拉克-麦克斯韦理论。它之所以如此命名，是因为它包含了爱因斯坦的引力理论、麦克斯韦的电磁理论和狄拉克的量子粒子理论的各个方面。该团队发现他们的虫洞解决方案是完全可穿越的。更重要的是，这个解决方案不需要任何负能态。原则上，这将允许你通过虫洞而不需要负质量。唯一的问题是你需要处于量子态，所以微小的原子团可以穿过这个虫洞，但人不行。
虽然这是一项有趣的工作，但它只是一个玩具模型。爱因斯坦的方程有很多解，它们因为引力以外的原因而不存在。然而近日，有科学家认为，如果你想从虫洞穿越，你需要一些奇怪的重力。换句话说，在某些重力条件下，穿越虫洞是可能的。
虫洞是穿越时空的终极作弊代码？也许你想在宇宙中从一个恒星系统跳到另一个恒星系统而不流汗？但首先，你最好确保你的虫洞是可穿越的。科学家认为：“任何试图穿越虫洞的旅行者如果不满足这一要求，就会在隧道坍塌时被压碎。”近日，该研究团队正试图“建造”一个稳定的、可穿越的虫洞，一个可以安全穿越的虫洞，而不会让理论上的通道坍塌或困住它的主人。他们最近发现这确实是可能的，但前提是我们改变对引力的理解。
虫洞很容易在纸上成为理论，从引力理论开始，在爱因斯坦的广义相对论中，引力定义了物质与能量、空间与时间之间的关系。建造虫洞的诀窍是找到一种物质和能量的结构，使你能够形成一条隧道——在虫洞研究中通常被称为“咽喉”——连接空间中两个遥远的点。
原则上，这个咽喉可以长到你想要的长度，也可以短到你想要的长度，但是当咽喉比两点之间的正常距离短得多时，就会出现更有趣的虫洞，这使得虫洞成为一条便捷的捷径。虫洞也可以充当时间机器，把你送入未来或过去，这取决于它们的构造方式。
几十年来，科学家和科幻作家一直在想方设法寻找这样一条奇思妙想的捷径，以此来达到访问其他恒星（甚至其他星系）的可能性，可能发现外星文明的可能性，以及重温过去或不必等待未来的可能性，长期以来一直是人类想象和幻想的一部分，而虫洞为这两个问题提供了（相对）简单而统一的解决方案。
但基于广义相对论的标准构建的虫洞面临一个重大问题：它们实际上是不可穿越的。广义相对论虫洞的入口隐藏在事件视界后面，这是空间中的单向屏障。这意味着如果你要进入虫洞，你永远不能离开，这将破坏你的目的。另一个问题是，它们的不稳定性令人难以置信。即使是单个光子或轻粒子进入喉咙的那一刻，整个虫洞也会在那包光逃逸之前灾难性地坍塌。
新引力
为了解决广义相对论中的这些问题并稳定虫洞，宇宙旅行者必须用一种难以置信的奇异成分，一种具有负能量或负质量的物质形式来塑造虫洞。负质量（也被称为外来物质）正是它听起来的样子：如果某个东西的重量低于0，它就会有负质量。科学家们还没有在宇宙中的任何地方观察到负质量，但是负能量更容易获得，这只是特定位置的能量相对于周围环境为负的条件，但这只能在微观量子尺度上实现。
由于这种物质是如此罕见，在我们的宇宙中，用外来物质建造一个完整的虫洞似乎是不可能的。但所有关于虫洞的讨论都是基于广义相对论的。虽然引力理论在上个世纪的每一次观测和实验测试中都幸存了下来，但我们知道广义相对论并不是引力的最后定论。相对论无法描述黑洞的中心、宇宙最早的时刻以及相对论本身与量子物理学之间的联系。
而科学家认为，也许一种新的、改进的引力理论会允许虫洞的存在。该研究团队采用了一种称为广义混合度量Palatini引力的经过调整的引力形式。这种引力理论建立在广义相对论的基础上，但在物质和能量、空间和时间之间的关系上允许更大的灵活性。
早期的研究发现，在这一修正的引力理论中，穿越虫洞是可能的，但它们仍然需要虫洞喉部以外的负能量。他们发现，通过用规则物质的双层薄壳将虫洞的入口分层，虫洞可以在没有任何负能量的情况下穿过。当然，这种理论还没经过测试。
虽然广义相对论迄今为止解释了所有引力测量（包括引力波和黑洞附近），但这个探索还没有结束。未来的观测可能会在这一古老的理论中找到一条裂缝，如果广义混合米制帕拉蒂尼引力能更好地解释宇宙观测，那么为旅行制造的虫洞可能是可能的。
但问题不会就此结束，虫洞也可以充当时间机器，因此可行的虫洞解决方案意味着时间旅行进入过去是可能的，当然，这引发了各种各样的难题（比如所谓的“祖父悖论”和因果关系问题）。知道可以穿越的虫洞确实存在不仅会让我们的科幻梦想成真，还会彻底颠覆我们对物理学的理解。你认为虫洞真的存在吗？
（来源：百度，见https://baijiahao.baidu.com/s?id=1708888662535563247&wfr=spider&for=pc）
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视频：能够穿越虫洞的条件https://mbd.baidu.com/newspage/data/videolanding?nid=sv_12011063605817367804&sourceFrom=pc_feedlist
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