蟲洞是什麼?我們真的可以穿越時空嗎?

2020-09-03 宇宙天文館

你可能已經在《雷神》、《星際穿越》、《星際迷航》中聽過蟲洞,那麼,蟲洞是什麼呢?奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出了蟲洞理論,他認為宇宙中可能存在連接兩個不同時空的隧道,1935年,愛因斯坦和物理學家內森·羅森完善了這一概念,他們將這個隧道命名為愛因斯坦-羅森橋。蟲洞,蟲洞有點像黑洞,它可能看起來像一個圓形的球體,穿越蟲洞,你可能會來到另一個時空,進入另一個星系,那可能是另一個完全不同的宇宙,或者是15世紀的古代中國!

但是蟲洞是真的嗎?

還是只是一種被物理學和數學方程式堆砌出的幻想?如果它是真實的,它的是如何運作的?我們要在哪裡才能找到它?

在人類過去的歷史中,我們把宇宙空間設想得非常簡單,它就像是一個巨大的平面舞臺,在這個舞臺上,恆星誕生,行星運行,如果我們把所有的行星和恆星都消滅掉,這個舞臺也不會發生任何改變,宇宙是永恆的,並且不受任何天體改變的影響。

愛因斯坦的廣義相對論改變了人們的這一認知。該理論認為,宇宙是由空間和時間共同構成的,並且它們在各處大不相同。宇宙中的存在的物體會影響宇宙本身,導致宇宙扭曲或變形。如果過去人們認為宇宙是堅固牢靠的舞臺,那愛因斯坦理論中的宇宙則像水床一樣,是柔軟的,並且充滿彈性。這種靈活的宇宙空間可以隨意摺疊、撕裂,甚至修補,這就使得蟲洞的存在成為可能。

我們把宇宙描述成一塊彎曲的大平板,蟲洞就是一座很短的橋,連接兩個很遙遠的地方,這能讓你幾乎可以瞬間移動到別處,甚至可以讓你在宇宙中移動得比光速還要快。那麼我們在哪裡可以找到蟲洞呢? 目前蟲洞只是一個經常出現在科幻作品中的理論名詞,僅僅存在於假設中。

廣義相對論只是推測它可能存在,但這並不意味著它肯定存在。從理論上講,蟲洞是可能存在的,並且有以下幾種不同的類型。

第一種蟲洞理論叫做愛因斯坦-羅森橋,這種理論認為所有黑洞都是通往平行宇宙的一個入口,從二維圖像上看,時空是平坦的,但時空中的物體會使之扭曲,如果我們壓縮這個物體,時空的扭曲就會加劇,最後形成黑洞,這一單向通道形成事件視界,所有東西都能進入其中,但沒有任何一個可以逃出來,掉入的物體將被永遠困在中心的奇點當中,但也許,黑洞中心根本沒有奇點,一種可能的情況是,對面的事件視界看起來有點像我們的宇宙,但所有的一切都是鏡像的,而且時間是倒轉的,在我們的宇宙,所有一切墜入黑洞裡,而在平行宇宙中,由於時間是倒轉的,所有一切從鏡像黑洞中噴出,這有點像宇宙大爆炸的景象,鏡像黑洞又被稱為白洞。不幸的是,我們並不能穿越愛因斯坦-羅森橋,穿越到另一端需要花費近乎無窮的時間,這意味著,你可能還未達到對面,就死在隧道裡了。

如果想要快速宇宙,我們則需要另一種可通行的蟲洞——古典的弦理論蟲洞。如果弦論或它的其他分支對我們宇宙的描述是正確的,那我們的宇宙可能存在許多的蟲洞網絡。宇宙大爆炸後不久,最小尺度的量子在宇宙中發散,這可能創造出許多可穿越的蟲洞,而穿過蟲洞的弦被稱為「宇宙弦」。在宇宙大爆炸後萬億分之一秒裡,這些微小的蟲洞的被拉開至光年級的距離,散布在整個宇宙中。 如果蟲洞是在宇宙生命的初期形成的,無論是通過宇宙弦還是其他方式,它們可能散布各處,正等待被我們發現,可能有些蟲洞比我們想像中的還要近。

如果我們太陽系中存在蟲洞,將會是怎樣一幅情景?

如果蟲洞存在於太陽系中,它們應該非常小。因為任何可以容納人類進行時空旅行的蟲洞都需要極大的質量。試想一下,最小的黑洞被認為是原子一般大小,但它的質量可能是一座富士山的質量。而且黑洞的引力可能會重新定向太陽系中所有行星的傾斜和旋轉。但這種影響會很快恢復正常,蟲洞的內壁相互吸引,這導致蟲洞極度不穩定,很容易迅速塌陷。這也是為什麼蟲洞在打開不久就會關閉的原因。除非,蟲洞擁有奇異物質,在理論中,奇異物質是夸克物質的一種特例,有以前從未出現過的奇異屬性,這種物質被認為存在於中子星的核中,奇異物質是一種質量為負的物質,它具有排斥力,可以使蟲洞的內壁保持穩定。不幸的是,奇異物質不太可能存在於我們的宇宙中。

你覺得蟲洞真的存在嗎?我們真的可以進行時空旅行到達另一個平行宇宙嗎?

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    蟲洞其實只是一個科學假說,還停留在科幻當中,常常會被用來拍攝成科幻題材,目前科學家還沒有找到任何蟲洞存在的證據,也就是說,我們沒有辦法證明蟲洞是真實存在的。按照這個科學假說,我們知道,如果蟲洞真的存在,我們也很難進入到其中,而且有可能會被潮汐力撕碎,如果真的能夠進入,則會穿越到另外一個時空當中。那具體是咋回事呢?
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    時空旅行是所有人的夢想,而蟲洞是可以實現時空旅行的,可以說,有了蟲洞,幾乎可以瞬移。關於蟲洞穿越時空的「功能」,一些科學家認為蟲洞既可以回到過去,也可以去往未來,而對於人類來說,是不可能實現光速飛行的,那麼我們是否可以利用蟲洞,實現時空旅行,回到過去從而改變歷史呢?
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  • 人類真的可以穿越蟲洞嗎?
    儘管廣義相對論不允許「可穿越蟲洞」的存在,但最近的一項研究指出,在量子物理學領域內,蟲洞實際上是可能存在的。唯一的缺點是它們實際上要比正常空間花費更長的時間和可能是微觀的。在一對常春藤聯盟科學家進行的一項新研究中,標準模型之外的物理學的存在可能意味著那裡存在蟲洞,這些蟲洞不僅足夠大,可以穿越,而且對於希望從A點到B點到達的人類旅行者來說,是完全安全的。
  • 人類真的可以穿越蟲洞嗎?
    蟲洞是科幻小說中最受歡迎的題材之一,太空飛行器可以通過蟲洞實現超光速旅行,從時空的一個點瞬間移動到另一個點。在一對常春藤聯盟科學家進行的一項新研究中,標準模型之外的物理學的存在可能意味著那裡存在蟲洞,這些蟲洞不僅足夠大,可以穿越,而且對於希望從A點到B點到達的人類旅行者來說,是完全安全的。
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    看過太多關於穿越時空的新聞後,很多人已經相信穿越時空現象的存在,只是人們還沒有解開穿越時空的奧秘。那麼人真多能夠穿越時空嗎?我們先來聽聽愛因斯坦和霍金是怎麼說的:愛因斯坦說過,有兩種方法可以穿越時空。第一種,相對論中說過,當物體的速度超過光速,就可以扭曲時間。第二種,在高磁場的地方,也可以扭曲時空。霍金也說過兩種穿越時空的方法。
  • 愛因斯坦-羅森橋是什麼?它可以讓我們穿越時空嗎?
    超越時空如何做到?宇宙學家安德魯·波岑(Andrew Pontzen)提出的關於將蟲洞變為時空機器的說明是這樣。「如果你能創造出一個蟲洞的兩端,這兩端連接著兩個空間,那麼你就可以通過一個埠以光速進行旅行,它會將你發送到未來。
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  • 愛因斯坦-羅森的蟲洞是什麼?為何它能讓我們穿越時空?
    宇宙學家安德魯·波岑(Andrew Pontzen)提出的關於將蟲洞變為時空機器的說明是這樣。「如果你能創造出一個蟲洞的兩端,這兩端連接著兩個空間,那麼你就可以通過一個埠以光速進行旅行,它會將你發送到未來。這樣,你擁有的蟲洞就不僅僅可以將你從一個地方帶到另一個地方,而且還可以將你從一個時代帶去另一個時代。」這樣你就可以穿越到未來,而不是過去。
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  • 蟲洞真的存在嗎?
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