虫洞也许可以让我们避免“绕路”实现星际航行

虫洞也许可以让我们避免“绕路”实现星际航行
2019年08月23日 08:22 新浪网 作者 UFO之家看点号

科幻影片《星际穿越》里面,描述了一种时空通道,这其实也是一种可以缩短空间距离的虫洞,这种虫洞的理论源自于相对论的缔造者爱因斯坦和他的助手。

虫洞也许可以让我们避免“绕路”实现星际航行

1905年,爱因斯坦在他的“狭义相对论”中这样形容着:宇宙可以被成一个四维时空,物体运动的速度增快会使时间流程变慢,而空间的尺度则会大大的缩短。

1915年,爱因斯坦提出“广义相对论”,其中描述着在质量物体所产生的强大引力场作用下,时空结构会弯曲,相对的时间流程也会变慢。

1935 年,爱因斯坦用他的广义相对论推导出的时空模型中发现:宇宙之外还存在另一个宇宙通过一个通道联结着。

1957年,美国物理学家惠勒和他的学生米斯纳首次使用“虫洞”来形容爱因斯坦所说的时空通道,但他们认为虫洞是不可穿越的。

1974年,美国杜兰大学的提普勒通过计算认为:一个大质量、无限长的圆柱体,沿着轴心接近光速自转,可以使宇航员回到过去的时光。

1985 年,美国喷气推进办公室的萨根发表了他的科幻小说《接触》,小说中认为时空隧道的洞口分别是黑洞和白洞,设想了穿越时空隧道的星际旅行者由黑洞进入白洞出来,以此实现缩短空间距离的目的。

1988年,研究相对论的索恩和他的合作者联名发表了《时空中的虫洞及其在星际旅行中的用途》的论文,提出穿越时空通道的研究。

1991年,美国普林斯顿大学的戈特预测,宇宙弦理论可以形成相似于爱因斯坦的相对论中所提出的时空通道的研究。

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而诺贝尔物理学奖获得者 Kip Throne 教授则是在上个世纪八十年代使用了量子涨落理论证明了能量的初始条件禁止了虫洞链接过去。

虫洞的基本原理就是将时空折叠,然后链接两个时空的中间的捷径称为虫洞。

虫洞也许可以让我们避免“绕路”。它相当于“纸片”相邻两峰间的“桥”,能使我们这些远航者突破低维度的限制,从更高的维度瞬间穿越遥远的距离。想象中的二维纸片人通过虫洞时,相当于进入了三维空间,穿越了二维的高峰与低谷;我们进入虫洞,相当于进入了四维,穿越了三维时空的“褶皱”。

想象一下一张A4纸,两端各有一个点,分别为A/B,A到B的距离为AB,如果把两个点对折起来,A到B可以认为是瞬时到达的。

虫洞也许可以让我们避免“绕路”实现星际航行

基于目前的宇宙模型认为,我们的宇宙是平坦的,那么想象一下星系之间的对折也没有问题,把我们的太阳系周围的时空,向比邻星的方向对折弯曲到它的附近,那么我们距离比邻星就不是4.3光年了。

这只是一种高维可视化的理解方式,是基于二维空间的想象去理解虫洞如何穿越,三维的虫洞是球形的,穿越的过程可以参考电影《星际穿越》,有比较直观的视觉体验。

虫洞被认为和黑洞一样,是一种极限的时空弯曲。科学家提出,虫洞在微观尺度的量子世界不断出现和消失,如果用这种微型虫洞类推到人类可以使用的宏观虫洞,那么它需要负能量去制造与维持。

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既然虫洞是极限的时空弯曲,要让我们周围的空间弯曲到你家就是我家,显然不是我们理解的传统能量可以做到的。负能量是一种奇特的能量,用霍金提出的黑洞辐射理论可以看到负能量的存在。

科学家认为世界存在一种虚粒子,组成你我的是实粒子,虚粒子被认为是瞬间凭空产生并且是成对出现互相湮灭的。但在黑洞的周围就不一样了,在黑洞视界周围出现的虚粒子对,有可能因为黑洞强大的引力打断湮灭的过程,就是一个虚粒子的掉入了黑洞,另一个与它成对的却获得能量跑掉了。基于能量守恒,被黑洞吃掉那个就是带负能量的粒子,负能量使黑洞越来越小直到蒸发不见。

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言归正传,对于现在来说,人类技术还远远无法达到利用空间虫洞的技术,不过人类科技发展也不过才短短几百年时间,相信距离空间虫洞那种高科技也不会很远了。看看那些科技电影中的空间跳跃,是不是很刺激?

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