科學家說時空隧道就在我們身邊,為什麼人類無法利用?

2020-10-10 閩南大俠

時空隧道是天然存在的,科學家也可以創建量子級別的蟲洞,但蟲洞穿越,除了所謂的「未解之謎」,現實中肯定是不存在的,因為要維持足夠大的蟲洞,所需的負能量太大,目前科學技術無法實現,送走幾個粒子還是可以的,下面我們具體聊聊咋回事。

相對時間使穿越成為可能

想要跨越時間就要清楚時間的性質,最早經典力學認為時間是絕對的,獨立於空間之外的,直到愛因斯坦出現。用楊振寧的話說:

愛因斯坦的理論創新引發了人類關於物理世界的基本概念(時間、空間、能量、光、物質)的革命。

通俗來說:牛頓認為全宇宙共用一塊表就夠了,因為時間像一把射出去的箭,宇宙各個角落時間是同步的,流速也是同步的。

愛因斯坦在《廣義相對論》中描述引力不是力的作用,是時空的幾何性質(黎曼幾何)。質量壓彎了時空,時空曲率就會發生變化,因此引力會使時間發生膨脹。

舉例子:地球人時間過去一天,太陽附近探測器上的時間可能過去半天,而黑洞附近只過去1秒。

通俗來說:宇宙中各處不能共用一個時鐘,因為不同質量的天體使宇宙時空凹凸不平,各處曲率不同時間之箭速度不同。

劃重點:時間膨脹並非自己的時間膨脹了,而是在別人看來你的時間膨脹了,下面講個黑洞的故事體會一下。

走進黑洞我看到了什麼?

當擁有金剛不壞之身的我,一腳邁入引力極端強悍的黑洞之時(理想黑洞),我回頭最後望一眼外面的宇宙,發現鬥轉星移,整個宇宙的「播放速度」快了無數倍,最終宇宙終結。

這些畫面在一瞬間一股腦全部塞進我的大腦,當然我已經分不清什麼是什麼了,因為速度太快,只有密密麻麻的流光,然而我並未隨著宇宙的演化而衰老,我低頭看了一下表,時間僅僅只過去不到一秒,預示著我的生命也僅僅只是過去不到一秒,緊接著一股強大的力量將我扯入黑洞之中,整個事件發生的過程速度極快。

黑洞之外一艘飛船停在那裡,記錄下我踏入黑洞的過程。不過,它所記錄的畫面正好與我所經歷的畫面相反。在攝像頭看來,我的動作非常慢,我手錶上的秒針不再走字,在我即將要進入黑洞的一瞬間,並沒有很快消失,而是定格在那裡,飛船上的時間快速流逝著,一年、兩年……100億年,我依然定格在那裡,光譜儀顯示我反射出的光不斷發生紅移,因為極度扭曲的時空不斷拉伸著光,我由一個不動的小藍點,變成了一個不動的小紅點。

什麼是蟲洞?

這次我們換個扭曲程度稍微弱點的洞,蟲洞,也叫愛因斯坦羅森橋,蟲洞同樣時空扭曲時空,意味著時間流速更快,不同的是蟲洞有入口,也有出口。

蟲洞除了跨越時間,還可以跨越距離。

最簡單的例子:一張白紙不同位置標上A點與B點,在歐式幾何中,兩點之間線段最短,然而在黎曼幾何中我們可以把紙對摺,使兩點重合,然後用筆穿過去,做到從A點直接穿越到B點,連接兩點的就是蟲洞,就像在摺疊時空。

如何構建蟲洞?

如果黑洞比喻成一個漏鬥,那麼另一端白洞就是一個倒置的漏鬥,它們之間相互對稱,並且物質也是對稱的,即如果一邊的能量為正,那麼維持另一邊洞口的能量就必須是負的。

宇宙中的物質是「正」的,質量也是「正」的,能量也是「正」的,目前科技水平難以持續輸出巨大的負能量。中科院科學家潘建偉帶領的量子力學團隊,已經在實驗室中建造出量子蟲洞,可以實現量子瞬間傳輸。

天然蟲洞與宇宙起源

宇宙中存天然量子蟲洞,與宇宙起源息息相關。世間最高溫為宇宙能量的總和,最低溫度為絕對零度,溫度越高,微觀世界中物質的運動速度越快。

然而即使是絕對零度,粒子也不可能完全靜止,因為量子存在不確定性,也叫測不準原則。如果測量某個電子的位置,必然測不準速度,如果測速度,位置必然測不準。

如果絕對零度時,粒子靜止,那麼速度與位置都能準確測量,這違背了量子力學。因此,絕對零度時粒子也在運動,這意味著即使是在毫無能量的真空之中,實際上也存在能量,這種能量,稱之為真空零點能量。

真空之中,時空看似是平坦的,但深入到微觀世界,你會發現時空是曲折不平的。即使在絕對零度的真空之中,不同位置能量也會不斷出現與消失,這種情況稱為量子漲落。能量就像泡泡一樣不斷「生與滅」,因此也叫量子泡沫。這些泡沫很有可能就是宇宙成長的原型,幼宇宙。

在真空漲落中,粒子與反粒子不斷出現與湮滅,同時負能量也會不斷產生與消失,就會形成量子蟲洞,因此量子泡沫也叫時空泡沫,只不過隧道太小,而且維持時間極短,並無法使人穿越。

時空隧道是天然存在的,科學家也可以創建量子級別的蟲洞,但蟲洞穿越,除了所謂的「未解之謎」,現實中肯定是不存在的,因為要維持足夠大的蟲洞,所需的負能量太大,目前科學技術無法實現,送走幾個粒子還是可以的,下面我們具體聊聊咋回事。

相對時間使穿越成為可能

想要跨越時間就要清楚時間的性質,最早經典力學認為時間是絕對的,獨立於空間之外的,直到愛因斯坦出現。用楊振寧的話說:

愛因斯坦的理論創新引發了人類關於物理世界的基本概念(時間、空間、能量、光、物質)的革命。

通俗來說:牛頓認為全宇宙共用一塊表就夠了,因為時間像一把射出去的箭,宇宙各個角落時間是同步的,流速也是同步的。

愛因斯坦在《廣義相對論》中描述引力不是力的作用,是時空的幾何性質(黎曼幾何)。質量壓彎了時空,時空曲率就會發生變化,因此引力會使時間發生膨脹。

舉例子:地球人時間過去一天,太陽附近探測器上的時間可能過去半天,而黑洞附近只過去1秒。

通俗來說:宇宙中各處不能共用一個時鐘,因為不同質量的天體使宇宙時空凹凸不平,各處曲率不同時間之箭速度不同。

劃重點:時間膨脹並非自己的時間膨脹了,而是在別人看來你的時間膨脹了,下面講個黑洞的故事體會一下。

走進黑洞我看到了什麼?

當擁有金剛不壞之身的我,一腳邁入引力極端強悍的黑洞之時(理想黑洞),我回頭最後望一眼外面的宇宙,發現鬥轉星移,整個宇宙的「播放速度」快了無數倍,最終宇宙終結。

這些畫面在一瞬間一股腦全部塞進我的大腦,當然我已經分不清什麼是什麼了,因為速度太快,只有密密麻麻的流光,然而我並未隨著宇宙的演化而衰老,我低頭看了一下表,時間僅僅只過去不到一秒,預示著我的生命也僅僅只是過去不到一秒,緊接著一股強大的力量將我扯入黑洞之中,整個事件發生的過程速度極快。

黑洞之外一艘飛船停在那裡,記錄下我踏入黑洞的過程。不過,它所記錄的畫面正好與我所經歷的畫面相反。在攝像頭看來,我的動作非常慢,我手錶上的秒針不再走字,在我即將要進入黑洞的一瞬間,並沒有很快消失,而是定格在那裡,飛船上的時間快速流逝著,一年、兩年……100億年,我依然定格在那裡,光譜儀顯示我反射出的光不斷發生紅移,因為極度扭曲的時空不斷拉伸著光,我由一個不動的小藍點,變成了一個不動的小紅點。

什麼是蟲洞?

這次我們換個扭曲程度稍微弱點的洞,蟲洞,也叫愛因斯坦羅森橋,蟲洞同樣時空扭曲時空,意味著時間流速更快,不同的是蟲洞有入口,也有出口。

蟲洞除了跨越時間,還可以跨越距離。

最簡單的例子:一張白紙不同位置標上A點與B點,在歐式幾何中,兩點之間線段最短,然而在黎曼幾何中我們可以把紙對摺,使兩點重合,然後用筆穿過去,做到從A點直接穿越到B點,連接兩點的就是蟲洞,就像在摺疊時空。

如何構建蟲洞?

如果黑洞比喻成一個漏鬥,那麼另一端白洞就是一個倒置的漏鬥,它們之間相互對稱,並且物質也是對稱的,即如果一邊的能量為正,那麼維持另一邊洞口的能量就必須是負的。

宇宙中的物質是「正」的,質量也是「正」的,能量也是「正」的,目前科技水平難以持續輸出巨大的負能量。中科院科學家潘建偉帶領的量子力學團隊,已經在實驗室中建造出量子蟲洞,可以實現量子瞬間傳輸。

天然蟲洞與宇宙起源

宇宙中存天然量子蟲洞,與宇宙起源息息相關。世間最高溫為宇宙能量的總和,最低溫度為絕對零度,溫度越高,微觀世界中物質的運動速度越快。

然而即使是絕對零度,粒子也不可能完全靜止,因為量子存在不確定性,也叫測不準原則。如果測量某個電子的位置,必然測不準速度,如果測速度,位置必然測不準。

如果絕對零度時,粒子靜止,那麼速度與位置都能準確測量,這違背了量子力學。因此,絕對零度時粒子也在運動,這意味著即使是在毫無能量的真空之中,實際上也存在能量,這種能量,稱之為真空零點能量。

真空之中,時空看似是平坦的,但深入到微觀世界,你會發現時空是曲折不平的。即使在絕對零度的真空之中,不同位置能量也會不斷出現與消失,這種情況稱為量子漲落。能量就像泡泡一樣不斷「生與滅」,因此也叫量子泡沫。這些泡沫很有可能就是宇宙成長的原型,幼宇宙。

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