科學家表示:沒有負質量也能穿越蟲洞

2021-01-15 專注太空新鮮事

時空構造中的蟲洞或隧道一旦有,單個光子滑落到隧道中,蟲洞就會瞬間關閉。

但是,如果問題出在我們想像中的蟲洞還不夠怪異嗎?

一項新研究表明,穩定蟲洞的秘訣是使它們看起來很完美。通過對蟲孔進行整形,使其不是一個完美的球形,我們也許可以使該隧道保持足夠長的時間來穿過。唯一的收穫是,所說的蟲洞必須非常小。

蟲洞(如果存在的話)將使您從A點到某些遙遠的B點,而不必為從A點到B點的所有艱苦旅行而煩惱。它們是捷徑。看到數百萬光年遠的一顆星星嗎?如果您有一個蟲洞將您連接到該恆星,則只需幾分鐘即可到達。這些都是在科幻電影當中能看到的。

但是蟲洞不只是我們想像中的虛構人物,其目的是消除星際旅行的所有無聊大部分時間。它們源於愛因斯坦廣義相對論的數學,這是我們對引力如何工作的現代理解。用這種語言,物質和能量使時空結構彎曲和扭曲。作為響應,時空的彎曲和扭曲告知物質如何移動。

因此,在蟲洞方面,您只需要問自己:是否有可能以扭曲的方式彎曲時空,使其自身摺疊起來,從而在兩個原本遙遠的點之間形成一條短距離的隧道?

答案是在1970年代發現的,令人驚訝。蟲洞是完全可能的,並且可以在廣義相對論的框架內進行。

蟲洞非常不穩定,因為蟲洞本質上是由兩個彼此接觸的黑洞組成,它們以奇異點相連以形成隧道。 但是奇點是個壞消息:它們是無限密度的點。它們被稱為事件視界的區域包圍,這是宇宙中的單向障礙。如果您跨越黑洞的事件視界,您將永遠無法逃脫。

為了克服此問題,蟲洞的入口必須在事件範圍之外。這樣,您就可以遍歷蟲洞而不會陷入事件視界並且永遠不會逃脫。

但是,一旦您進入這樣一個蟲洞,就會發現周圍實在有太多的物質在堆積,而您的存在也會使蟲洞隧道變形,使其自身塌陷,像張緊的橡皮筋一樣迅速閉合,留下兩個孤立的黑色在空間上分開的洞(大概是屍體的零星散布在可觀察的宇宙中)。

事實證明,有一種方法可以使蟲洞入口遠離事件範圍,並使其足夠穩定,以使您能夠通過。一招:解決方案需要存在負質量的材料。負質量就像正常質量。而且,如果您在一個點上收集到足夠的負質量,則可以用它來打開蟲洞。

但是據我們所知,不存在負質量的物質。我們沒有證據,如果確實存在,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,而不是吸引它們,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,因此乍一看似乎宇宙中也不太可能存在蟲洞。

但是那個蟲洞的故事依賴於廣義相對論的數學,就像我說的那樣,這是我們目前對重力是如何工作的理解。

也就是說,我們目前對引力的工作方式還不完全了解。

我們知道,廣義相對論並不能描述宇宙中所有的引力相互作用,因為當重力在小尺度上變得非常強時(例如,黑洞內部的奇異點),它就會崩潰。為了解決這些情況,我們需要轉向引力的量子理論,這將使我們對亞原子粒子世界的理解與對引力的更大規模的理解相融合。而且,這是我們所沒有的,因為每次我們嘗試將它們拼湊在一起時,它都會變得毫無意義。

但是,我們仍然對量子引力的工作方式有一些線索,我們學到的越多,我們對蟲洞的潛在可行性的理解就越多。對重力的新的和改進的了解可能表明您根本不需要負質量的物質,而且穩定,可穿越的蟲洞是可以的。

伊朗德黑蘭大學的一對理論家向預印本資料庫arXiv發布了有關蟲洞的新研究。他們應用了一些技術,使他們能夠研究量子力學如何改變標準廣義相對論。他們發現,可以允許在沒有負質量物質的情況下允許穿越蟲洞,但前提是入口必須從純球體中伸出一點。

雖然結果很有趣,但有一個陷阱。這些假設的可穿越蟲洞很小。如,非常小。蟲洞最多比普朗克長度大30%,即1.61 x 10 ^ -35米。這意味著旅行者不能比那個更大。

雖然有限,這些都還在在理論當中!

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    蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空通道,所以也叫&34;。迄今為止,科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據。為了與其他種類的蟲洞進行區分,一般通俗所稱「蟲洞」應被稱為「時空洞」。保持它們開放和可穿越的唯一方法就是使用一種奇異的物質形式,即所謂的「負質量」這種奇異物質具有奇異的性質,包括從標準的引力場中飛出而不是像普通物質那樣落向它。沒有人知道這種奇異物質是否真的存在。在許多方面,蟲洞類似於黑洞。這兩種類型的物體都非常密集,對於它們大小的物體都有強大的引力。
  • 如何才能穿越蟲洞?
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