人民日報科技大觀:「蟲洞」假設的意義

2021-01-09 人民網

  去年熱映的美國科幻電影《星際穿越》,讓「時空旅行」和「蟲洞」等一些看似遙不可及的科學術語,成了普通人津津樂道的熱門話題。日前,義大利的裡雅斯特(的裡雅斯特為義大利地名)國際高等研究院在《物理年鑑》上刊發論文稱,利用最新的理論和論據進行研究時可以假設,我們所處的銀河系可能是一個巨大的「蟲洞」。

  「蟲洞」的概念最早於1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出,並於上世紀30年代由愛因斯坦及納森·羅森加以完善,因此,「蟲洞」又被稱作「愛因斯坦—羅森橋」。一般情況下,人們口中的「蟲洞」是「時空蟲洞」的簡稱,它被認為是宇宙中可能存在的「捷徑」,物體通過這條捷徑可以在瞬間進行時空轉移。但愛因斯坦本人並不認為「蟲洞」是客觀存在的,所以,「蟲洞」在後來的幾十年中,都被認為只是個「數學伎倆」。

  1963年,紐西蘭數學家羅伊·克爾提出假設,使得「蟲洞」的存在重新獲得了理論支持。和人類一樣,恆星也會經歷生老病死的過程,克爾認為,如果恆星在接近死亡時能夠保持旋轉,就會形成我們在電影中看到的「動態黑洞」。當我們像電影中那樣沿著旋轉軸心將物體發射進入後,若是能夠突破黑洞中心的重力場極限,就會進入所謂的「鏡像宇宙」。《星際穿越》中的太空人庫珀在黑洞中所處的「超維度」空間,其實就可以被看作是對「鏡像宇宙」的一種解讀。從宇宙進入「鏡像宇宙」,本身就是一次「時空穿越」。

  「銀河系蟲洞說」源自在暗物質研究上取得的突破。暗物質是指不與電磁力產生作用、無法通過電磁波的觀測進行研究的物質。與「蟲洞」不同的是,人們已經通過引力效應證實了宇宙中有大量暗物質存在。的裡雅斯特國際高等研究院課題組在2013年繪製了一份非常詳細的銀河系暗物質分布圖,將其與最新研究得出的宇宙大爆炸模型結合後,發現銀河系中不僅具備存在「蟲洞」的條件,甚至整個銀河系都可能是個巨大的「蟲洞」。

  按照義大利天體物理學家保羅·薩魯奇等人建立的理論模型來看,這樣的假設確實有可能得到證實,而其更大的意義在於,它將促使科學家對暗物質研究進行「更為準確的重新思考」:暗物質是否就是「另一個維度」的存在?或者,它本身就是一個星際交通的運輸系統?

  「蟲洞說」目前仍是一種假設,但科學的進步離不開大膽的假設。人們一度認為物質的最小組成單位是原子,後來又發現了中子和質子。同樣,長久以來,人類也曾認為宇宙是由物質構成的,但暗物質的存在推翻了這一結論。科學假設的意義,就在於擺脫現有束縛,通過不斷地自我否定和懷疑,推進人類對宇宙的了解和自身的進步。正如薩魯奇所言:「在任何情況下,我們都需要問自己,那到底是什麼?」

  

  《 人民日報 》( 2015年03月20日 22 版)

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  • 蟲洞旅行理論上並非不可能,人類可穿越蟲洞?
    Maldacena 和 Milekhin 在論文中提出,由該模型所構建的穩定蟲洞的外貌應該與於中等大小的帶電黑洞類似,會產生能擾亂太空飛行器行進軌跡的引力 「潮汐力」,太空飛行器必須配有極強的推力裝置才能成功進入這種蟲洞,但進入蟲洞後,太空飛行器是否能順利「穿越」 仍是一個問題。
  • 科學家已經證實了黑洞的存在,下一個發現的會是蟲洞嗎?
    但是蟲洞不同於黑洞,證實蟲洞的存在目前還是存在很多困難。近期,科學家們發布了世界上第一張關於黑洞的照片,這可是科學界的創舉。黑洞照片的出現,讓很多對宇宙痴迷的愛好者們大飽眼福,也讓大家都感受到了科技進步的魅力。在近幾年,隨著科技越來越發達,科學家們探索宇宙的速度也越來越快,並且科學家們通過利用發達的設備實現了很多科研目標。
  • 蟲洞是什麼?它真的存在嗎?我們可以通過蟲洞穿越到過去嗎?
    因此,尋常要花相當長時間的星際旅行,有了蟲洞,幾乎可以說是瞬移。在廣闊無邊的宇宙中,蟲洞就是這樣一個完美的存在,其中的一小段,就能跨越外面數個天文距離之遠。然而,它真的存在嗎?自此以後,有科學家提出:蟲洞的入口可能就是一個黑洞,而其出口,可能就是假設中的「白洞」。但無論是蟲洞,還是白洞,都沒有任何人能拿出它們存在的證據。所以科學家有可能發現蟲洞,以便在你有生之年完成星際旅行嗎?
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