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  • 1 # 地表解索

    旋轉的或帶有電荷的黑洞內部連線一個相應的白洞,你可以跳進黑洞而從白洞中跳出來。這樣的黑洞和白洞的組合叫做蟲洞

  • 2 # 何藥師詳談健康

      物理學家愛因斯坦和羅森首先設想了蟲洞的可能性,以此來避免物理學中混亂理論:奇點。奇點是數學達到無窮大的點,就像一個所有質量都集中在無窮小點上的粒子。在1935年的一篇論文中,愛因斯坦和羅森認為,從技術上講,可以透過將一個奇點延伸到另一個奇點,透過一條通道。

      舉例來說,如果你有一個氣球,氣球兩邊各有一個圓點代表一個奇點,愛因斯坦和羅森的解決方案是將它們向內推,相互連線,形成從氣球一邊到另一邊的管狀路徑。這被稱為愛因斯坦——羅森橋,大多數人都知道這是一個蟲洞。

      直到1939年,物理學家才利用愛因斯坦的相對論提出黑洞的概念,黑洞本質上是一個巨大的奇點。同樣的數學也預言了“白洞”的存在,它是一個理論上與黑洞相反的點,黑洞的引力和密度達到無窮大,所以進入的東西都不能離開,而白洞則是一個相反的點,在那裡什麼也不能進入。

      蟲洞最流行的概念是把黑洞和白洞連線起來。蟲洞最好的作用是,理論上這兩點可以把任何東西連線起來,無論是太陽系的兩端,還是兩個完全分離的宇宙。這當然可以解決我們所有的問題,比光速更快的旅行,因為這不僅是一個物理問題,這簡直就是不可能的存在。

      不幸的是,蟲洞本身並不穩定。它們開閉得如此之快,以至於連一個亞原子粒子都不能透過。要解決這個問題,你需要用外來物質從內部支撐蟲洞,因為外來物質具有負能量密度和負壓力。即使你能做到這一點,透過蟲洞旅行仍然存在很多問題,尤其是你必須進入一個黑洞,科學家認為這將使你的身體永遠(或更糟)分裂。

      讓我們看一下NASA的萊斯·博西納斯教授是怎樣認為蟲洞旅行的。

      假設我們生活在一個科幻的宇宙中,物理學家已經解決了所有這些問題,蟲洞是一種日常旅行的方法。那會是什麼樣子?你將自由落體的方式穿過黑洞的外地平線開始,一旦你到達視界事件,你會看到“來自外部世界的無限能量的閃光,包含了整個宇宙歷史的影象”。

      當你進入蟲洞的時候,事物看起來會扭曲,有點像一個極端的魚眼透鏡。空間的流動會轉過來,而不是向內拉,你會被向外推,直到你看到另一道閃光,這次包含了整個宇宙的未來。在到達白洞外地平線的第三道閃光之後,你就可以到達目的地了。

  • 3 # 科幻接力

    蟲洞裡是什麼樣子?

    最早提出蟲洞概念的人是其實是1916年奧地利物理學家路德維希·弗萊姆。

    後來愛因斯坦和他的助手在研究廣義相對論場方程時,假設黑洞與白洞透過蟲洞連線,那麼是不是可以透過一個叫做蟲洞的實現瞬間的轉移,所以蟲洞也被叫做愛因斯坦-羅森橋。

    不過,愛因斯坦當時覺得這東西不太靠譜,就放棄研究了。

    當然,後來確實有一些科學家也稍微研究了一下,但基本上都放棄了。

    直到著名的天文學家,科普作家,科幻作家卡爾薩根想要寫一本科幻作品,想要使用可以穿越的蟲洞,於是聯絡了物理學家基普·索恩,也就是因為LIGO發現引力波而獲獎的教授。

    卡爾薩根希望基普索恩能夠幫助他找到蟲洞的理論依據。基普索恩就帶著他的研究生開始研究蟲洞的選題。

    後來,他們找到了一些理論根據,發表在了一個不知名的刊物上,而卡爾薩根也寫出了著名的科幻小說《接觸》,後來也被翻拍成電影《超時空接觸》。

    這科幻小說當中,女主就是通過了蟲洞,實現了穿越,和外星人聯絡。

    我們說回到蟲洞,那蟲洞到底是什麼?

    基普索恩他們又論證了什麼?

    簡單說,蟲洞可能是:

    宇宙中可能存在的連線兩個不同時空的狹窄隧道

    但很多事情這些事情還需要完整的理論,並且解決幾個關鍵問題。

    首先,蟲洞在哪?

    然後,蟲洞如何才能穿越?

    基普索恩以及其他的科學家的陸續研究中,到目前為止的結論是這樣的,

    首先,蟲洞應該是存在於微觀世界當中,它其實很小很小,而且轉瞬即逝。

    其次,如果要實現穿越,其實就需要把蟲洞開啟,至少要開啟到1光年的寬度,這是因為存在潮汐力,如果蟲洞太小,很有可能沒進去就被撕碎了。

    那如何開啟蟲洞呢?

    科學家提出了一個“負能量”的概念,他們認為只要往蟲洞裡灌入負能量,就可以維持住蟲洞不消失,並且慢慢開啟。當然,真的有科學家透過實驗找到了負能量。

    這個實驗大概是這樣的,用兩塊距離特別近的平行金屬板,限制金屬板之間的量子波動,所以,金屬之間的量子波動小於金屬板之外的空間。這時候外面的量子波動就會對金屬板產生向內的推力,其實等效於金屬板內產生了對兩個金屬板的吸引力。如果外面的空間平均能量密度是0,那兩塊金屬板之間的能量密度就是負的。這也被稱為卡西米爾效應。

    但是,即使我們找到了負能量,也沒辦法。因為科學家透過計算發現,如果要開啟蟲洞達到1光年的尺度,需要灌入的總負能量是整個宇宙總能量的6倍。從這個角度上來看,做成這件事情是幾乎不可能的。

    所以,蟲洞其實是相對論所有預言中,最最最沒有進度的一個,我們不僅沒有真的找到一個蟲洞的存在,也就是說,沒有任何觀測資料。其實即使是理論上,實現蟲洞的超時空穿越也特別夢幻,幾乎是不可能發生的事情 。所以蟲洞存在麼?

    只能說,目前來看,似乎是找不到它。

    最後再說一下,蟲洞雖然沒有找到,但其實它被廣泛地寫到了科幻當中。我們剛才提到的基普索恩,他就是星際穿越的科學顧問和編輯之一,星際穿越也用到了蟲洞的概念。

    蟲洞是大家都很熟悉的宇宙時空的一種自然現象,雖然迄今為止人類只能在一些微觀世界進行蟲洞的探索,但是無疑蟲洞的存在是必然的事情。因為宇宙中的時空會受到引力的影響,而巨大恆星坍塌的那一刻,就是引力無限增強的時候,此時時空就會出現扭曲,形成黑洞和蟲洞。

    之所以人類對蟲洞充滿興趣,主要的原因是宇宙無限的廣袤,人類目前的速度根本不可能去宇宙中進行星際探索。即便我們達到光速,但是對於動輒百億光年的距離,人類是在沒有辦法達到,更何況無限接近光速的時候,能量的消耗也達到無限大。

    所以人類之內依靠蟲洞來進行宇宙探索,因為蟲洞是宇宙探索的捷徑,當你進入蟲洞的時候,很可能出來的那一刻就是宇宙的另外一端。

    科學家在研究蟲洞的時候,需要研究蟲洞的形態,因為這是揭開蟲洞秘密的最大一個基礎因素。

    那麼蟲洞是什麼樣子呢?

    跟科幻電影一樣嗎?

    答案是否定的。

    根據俄羅斯宇宙力學專家克諾普利亞的研究發現,蟲洞很可能跟人類目前想象的狀態完全不一樣,這是因為我們人類所在的時空是三位空間,另外一個維度凌駕於三維空間之上。根據這位科學家的解釋,我們不難看出,蟲洞的樣子,很可能出乎我們的意料。

    人類現在電影裡面的三維空間蟲洞,理論上來說跟實際是蟲洞完全不同,就像我們想象到的黑洞一般。因為實際上上黑洞沒有視界和邊界,也就不存在電影內的形象。蟲洞也是如此,他是四維空間的產物,時間和三維空間屬於平行,這樣一來很可能蟲洞的樣子會顛覆大家的認知。

    蟲洞到底是什麼樣呢?

    由於時間的介入,蟲洞內部並沒有時間的流失,所以這時候的蟲洞形態很可能是一個圓球,但是進入蟲洞之後的話,如果是一個人的話不會看到任何物質,進入的人很可能瞬間會被傳送到另外一個宇宙的區域。

    在實踐中,物理學家只能觀察到蟲洞的間接性質,比如紅移——引力波在遠離物體的過程中頻率的向下移動。研究作者、RUDN引力與宇宙學研究所的研究助理Roman Konoplya運用量子力學和幾何假設,表明蟲洞的形狀和質量可以根據紅色位移值和高頻引力波的範圍計算出來。

    今天物理學家處理的是直接任務:取一個緊湊物體的幾何形狀,找出它的範圍(蟲洞發出引力波的頻率集合),然後將資料與實驗結果進行比較。然後決定觀測值是否與理論預測值相似。Konoplya提出了一個相反問題的解決方案:他設法根據物體的可見光譜確定其形狀。

    Konoplya採用了一個球狀對稱的morristhorne - thorne wormhole的數學模型,這是一種將時空中的兩個點結合在一起的黑洞,理論上也提供了它們之間的運動。

    然後用現有的數學模型來描述蟲洞瓶頸——蟲洞進出口之間最狹窄的地方。

    首先用數學方法描述了任何對稱蟲洞的形狀是如何根據其波動範圍來確定的,並從一般意義上解決了所謂的相反問題。

    然後利用量子力學近似,他建立了一個方程來計算特定情況下的幾何形狀——蟲洞。

    一般來說,量子力學方法會導致許多蟲洞幾何問題的解決方案,研究工作可以從幾個方面加以擴充套件。

    首先為了避免冗長的公式只考慮電磁場。在今後的研究中,可以用同樣的方法研究其他領域,結果也可以應用於旋轉蟲洞,只要它們足夠對稱。

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