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穿越虫洞不再是纸上理论,专家称在一定的重力条件下可能实现

2021.09.06

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一些科学家们说,如果你想穿越虫洞,那么你需要在一定的重力条件下才可能实现。穿越虫洞不再是纸上理论?爱因斯坦预言可能成真?

穿越时空,已经被人们谈论已久了,但目前仍然只是纸上谈兵,不过伴随着这个话题还从中衍生出一个虫洞的概念。

长期以来,大多数的人都认为虫洞只存在于科幻小说中,他在现实生活中是不会发生的。

几十年来,这种异想天开的想法也吸引了科学家和科幻作家们的想象力。

然而,最近一些科学家们说,如果你想穿越虫洞,那么你需要一些奇怪的重力。换句话来说,就是在一定的引力条件下,穿越虫洞是可能的。

什么是虫洞?

简单地说,“虫洞”是连接宇宙遥远区域之间的时空细管,而一些暗物质则维持着虫洞出口的开放。

虫洞可以连接平行宇宙和婴儿宇宙,提供时间旅行的可能。

当然虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,因此也被称为“灰色通道”。

理论上,虫洞的入口是一个黑洞。从外面看,穿过虫洞的过程相当于利用一个纠缠的黑洞进行量子隐形传态。

但是对于人类来说,真正找到黑洞入口并进去才是最重要的障碍。

我们可以将他理解成是连接两个时空点的隧道。而这条隧道可以是一条直线滑道,也可以是一条更曲折的路径。

如果一个虫洞可以连接两个时空,那么人类可以用它实现时空旅行吗?

虫洞可以穿越吗?

虫洞是穿越时空的终极作弊码?也许你想从一个星系跳到宇宙中的另一个星系而不流汗?但首先,你最好确保你的虫洞是可穿越的。

1930年,爱因斯坦和内森罗森在研究引力场方程时,他们假设有一条连接两个不同时空的狭窄隧道的虫洞,那么就可以瞬间穿越了。

爱因斯坦预言了虫洞的存在。虫洞可以穿越时空吗?你们猜这个可能是真的吗?

尽管虫洞是爱因斯坦方程的有效解,但它们坍塌的速度太快,以至于你根本没有时间去研究它们。

如果虫洞可以穿越,那你就可以像虫子在苹果上钻洞一样在时间和空间上钻一个洞。但还没过多久,理论家们就发现这是行不通的。

如果从引力理论出发,那在爱因斯坦的广义相对论中,引力就定义了物质与能量、空间与时间之间的关系。

哈佛物理学家DanielJafferis和斯坦福大学的AronWall教授认为,虽然虫洞可以让你从一个地方快速旅行到达另一个地方,但是穿过虫洞所需的时间很可能比平时更长,而且他还不一定是一条直线。

如果你把一个三维空间想象成一个位面,那当你穿过一个虫洞的时候,你会从头到尾都在这个位面上,没有办法去时间旅行。显然,这并不划算。

科学家认为:“任何试图穿越虫洞的旅行者都不符合这个要求,因为当隧道坍塌时,它会被压碎。”

对此,科学家们根据爱因斯坦的理论做出了模型假设,最终得出了一个结论:如果人类要想安全的穿越虫洞,那必须要有大量的能量去辅助。

哈佛大学物理学家丹尼尔·贾弗里斯也说,在一定的引力条件下,人类通过虫洞实现星际旅行是完全可行的。

建立一个虚拟的虫洞

最近,罗莎试着虚拟的去“建造”一个稳定且可穿越的虫洞,一个可以安全穿越的虫洞,理论上这个通道不会坍塌也不会困住它的居住者。之后他发现这确实是可能的,但前提是我们要调整我们对引力的理解。

虽然这是一项有趣的工作,但它只是一个玩具模型而已。

此外,Jafferis的研究重点并不是建造虫洞,因为它需要花费巨大的能量,这是人类无法企及的。即使是在自然界中,也从没有发现过这样的例子。

相反,科学家们希望构建一种引力量子的理论,这也是自爱因斯坦时代以来科学家们一直渴望做的事情。

建造虫洞的诀窍是找到一种物质和能量的结构,让你可以形成一条隧道,在虫洞研究中通常称为“喉咙”,连接空间中两个遥远的点。

原则上,这个喉咙可以长,也可以短,但是当喉咙比正常两点之间的距离短很多时,就会出现一个更有趣的虫洞,这让虫洞成为了一条便捷的捷径。

虫洞也可以充当时间机器,根据它们的构造方式将您带入未来或过去。

实验过程中的问题

几十年来,科学家和科幻作家一直在努力寻找这样一条绝妙的捷径,以实现访问其他恒星(甚至其他星系)的可能性,发现外星文明的可能性,以及重温过去的可能性,或者不必等待未来的可能性。

这早已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)简单统一的解决方案。

但基于广义相对论标准建造的虫洞面临一个主要问题:广义相对论虫洞的入口隐藏在事件视界后面,这是空间中的单向障碍。所以它们实际上是无法穿透的。

这意味着,如果您想要进入虫洞,就面临着永远也无法离开了,这将违背您的目的。

另一个问题是它们是非常不稳定的。即使单个光子或光粒子进入喉咙的那一刻,整个虫洞也会在光逃出之前灾难性地坍塌。

为了稳定虫洞并解决广义相对论中的这些问题,宇宙穿越者必须使用一种具有负能量或质量的非常奇特的物质形式来塑造虫洞。负质量就是说如果某物的重量低于零,则它的质量为负。

科学家们在宇宙的任何地方都没有观察到负质量,因为这种物质实在是太稀少了,所以在我们的宇宙中用异物建造一个完整的虫洞几乎是不可能的。

不过这所有关于虫洞的讨论都是基于广义相对论而说的,但广义相对论并不是引力的最终结论。

因为相对论没有办法去描述黑洞的中心、宇宙的最早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。

新的研究方式

该研究小组使用了一种改进的重力形式,称为广义混合度量帕拉蒂尼重力。

这种引力理论是基于广义相对论的基础上的,但在物质与能量、空间和时间之间的关系上又具有更大的灵活性。

早期的研究发现,在这种修正的引力理论中,穿越虫洞是可能的,但它们还需要虫洞喉咙外的负能量。

他们发现,在虫洞的入口处通过用双层普通材料的薄壳对其进行了分层,所以虫洞可以在没有任何负能量的情况下通过。不过,这个理论还没有经过验证。

尽管广义相对论已经解释了所有引力测量,但到目前为止这种探索还没有结束。

如果广义混合度量帕拉蒂尼引力能更好地解释对宇宙的观察,那么就有可能创造出一个虫洞来旅行了。兴许未来的观察可能会发现这一古老理论的裂缝。

但问题还不止于此。因为虫洞也可以充当时间机器。

因此,关于虫洞可行的解决方案还意味着时间旅行会成为可能。

当然,这也会引发各种新的问题。比如说所谓的“祖父悖论”和因果关系问题。

如果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。

那么你认为虫洞真的存在吗?

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