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蟲洞被認為是一種穿越時空,連接空間中兩個遙遠點的方式。一些流行小說和電影中的角色使用蟲洞作為通往銀河系遙遠部分的入口。然而,沒有觀測證據表明它們存在,也沒有經驗證據表明它們不在某個地方。
穩定蟲洞存在的一種方式是由某種外來物質創造和支持。說起來容易,但是什麼是奇異的材料呢?製作蟲洞需要什麼特殊屬性?從理論上講,這種「蟲洞物質」必須具有「負」質量。
負質量就像正常質量一樣,但是帶有負號。但是據我們所知,不存在負質量的物質。如果它存在,它將違反宇宙的許多定律,例如慣性和動量守恆。例如,如果您踢了一個負質量的球,它將向後飛。如果將負質量物體放置在正質量物體旁邊,它們會互相排斥,立即彼此加速到無窮遠。
由於負質量似乎在宇宙中是行不通的,因此乍一看宇宙中不太可能存在蟲洞。
黑洞和蟲洞
所以,如果自發的蟲洞不可行,有沒有其他方法來創造它們?理論上是可以的,這要感謝黑洞。它們與一種被稱為愛因斯坦-羅森橋的現象有關。它是由於黑洞的作用造成時空的巨大扭曲而形成的,具體來說,它必須是一個史瓦西黑洞,一個有靜態質量的黑洞,不旋轉,並且沒有電荷。
本質上說,當光落入黑洞時,它會穿過蟲洞,然後從另一邊通過一個被稱為白洞的物體逸出。白洞類似於黑洞,但它不是吸進物質,而是排斥物質。但是,一開始就試圖穿過蟲洞是不現實的。這是因為這段旅程需要墜入黑洞,這是一種非常致命的經歷。任何經過視界的東西都會被拉伸和擠壓,簡單地說,在這樣的旅行中是不可能生存下來的。
克爾奇點和可穿越蟲洞
還有另一種情況,蟲洞可能是從克爾黑洞中產生的。它看起來與天文學家認為構成黑洞的正常「奇點」大不相同。克爾黑洞會形成環狀結構,有效地平衡巨大的引力和奇異點的轉動慣量。
因為黑洞的中間是「空」的,所以它有可能穿過那個點。在環的中間扭曲的時空可以作為一個蟲洞,允許旅行者穿越到空間的另一個點。克爾奇點比其他蟲洞有明顯的優勢,因為它們不需要存在和使用外來的「負質量」來保持穩定。然而,它還沒有被觀察到,只是理論上談論而已。
我們能利用蟲洞嗎
撇開蟲洞機制的技術方面不說,關於這些物體也有一些堅硬的物理事實。即使它們確實存在,也很難說人們是否能夠學會使用它們。另外,人類甚至還沒有星際飛船,所以想辦法利用蟲洞旅行真的是本末倒置。
還有一個明顯的安全問題,沒有人確切地知道在蟲洞裡面會發生什麼,我們也不知道蟲洞能把飛船送到哪裡。如果蟲洞把飛船從我們的星系帶到數十億光年之外的另一個星系,那就需要考慮整個時間問題,蟲洞能瞬間傳送嗎?如果不是瞬間傳送,我們什麼時候才能到達那遙遠的彼岸?
因此,儘管蟲洞確實有可能存在,並作為整個宇宙的門戶,但人們不太可能找到使用它們的方法。