#宇宙生活指南#
時空穿越一般都是科幻小說的熱點題材,時光穿梭機、時空門,甚至是黑洞與白洞。從主流科學來講,可以確認的是高速運動與強大的引力的確可以進行時空穿越,著名的硬核科幻大神導演克里斯多福·諾蘭,在2014年的《星際穿越》中就展現了黑洞的神奇穿越能力。然而我們只能向前穿越,回到過去,見到已故的親人,目前的主流科學答案是:不能!
黑洞內三維結構無法存在
牛頓的黑洞在牛頓發表萬有引力不久後,拉普拉斯等人就基於牛頓的引力提出了一種「非光發光」天體的概念,其意思並非一個天體無法發光,而是即使天體上有光也照射不出來。
A:「非發光天體」的概念源於牛頓的萬有引力,你向天空扔出去一塊石頭,它會掉下來,因為地球的引力吸引著石頭.
C:如果石頭出手時的速度足夠快,石頭變再也落不下來,因為地球是圓的,並非無限延伸的平面,當石頭出了地球,引力會變成向心力,不斷地改變石頭的方向,而非速度,不停的圍著地球轉。(第一宇宙速度7.9km/s)
如果我們把石頭換成光會如何?18世紀的時候,光速並沒有被精確測量,誤差很大,但是可以知道的是光速非常快。現在我們知道了光速大約是光速C為30萬km/s,一束光從地球射出去,妥妥的肯定能逃逸,因此地球並非「非發光天體」。
愛因斯坦的黑洞1916年,愛因斯坦廣義相對論發表,於是我們知道了光無法逃逸的真正原因並非引力,或者說引力只是一個外在現象。真正的原因是引力扭曲了時空,光在時空中行進發生了彎曲。就像惠勒說的:質量告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動。
總之引力只是時空幾何形變引發的一種現象,就像汽車只能在馬路上行駛,當馬路是筆直的,汽車運動軌跡就是筆直的,當馬路是彎曲的,汽車的軌跡只能是彎曲的。而當一個天體可以使光都無法逃逸,那麼它就能拆解三維結構。
物質的構成世間之所以有萬物是因為存在著4種力,引力,電磁力、強力、弱力。其中電磁力、強力、弱力在量子力學中已經被統一。
物質是由原子、分子組成,而在更小的尺度上,還有更小的粒子。靜態質量不為零的粒子叫做費米子、靜態質量為零的粒子叫做玻色子。物質的構成源於玻色子在費米子之間不斷的相互作用傳遞能量。
在愛因斯坦的《狹義相對論》中,靜態質量為零的粒子運動速度只能是光速,換句話說物質的構成可以說是光速運動的玻色子在費米子之間傳遞能量,穩定結構。
當人進入黑洞當人進入黑洞是否能穿越?在回答這個問題之前,我們要考慮當人進入黑洞之前會發生什麼。人也是物質,也是由玻色子與費米子組成,玻色子光速運動,而當人進入黑洞,玻色子將無法正常運動,因為光都無法在黑洞中正常運行。
根據愛因斯坦的《廣義相論對》,黑洞中的空間極度扭曲,因此所有的「光」都會在扭曲的時空中向著黑洞中心運動。當維持人體結構的玻色子需要向著黑洞之外運動,那麼它同樣會向光一樣無法逃逸,只能向內運動,換句話說物質的結構無法維持,費米子之間的相互作用將失效,一切都會「散架」成為零維的基本粒子。
當物質的結構都無法存在,又談何回到過去呢?
蟲洞——回到過去——不可能
黑洞是廣義相對論的一個解,除此之外還有另一個解似乎預示著回到過去。它叫愛因斯坦羅森橋,也叫蟲洞,由黑洞與白洞之間相互連接。
空間摺疊的故事很多人都聽過,如果把一張白紙比作時空,從A-B的最短距離是直線,但如果空間可以摺疊,那麼當你從A點進入就可以瞬間到達B點。
如果空間真的可以摺疊讓一個人瞬間從A-B,也就是說這個人可以超光速移動,因為如果A-B距離足夠遠,光運動也需要一定的時間。
愛因斯坦在《狹義相對論》中提到,時間是相對的。兩個同步的光子鍾,一個在地面上,一個在飛船上高速行駛。那麼在地面上的人看來,飛船上的光子鍾走的軌跡為斜線,它運行的速度會比地面上的光子鍾慢,也就是說飛船上經歷了2秒,地球上已經過去了4秒,甚至40秒、4年、400年。
當飛船無限趨近於光速,那麼在地面上的人看來,飛船的時間是凝固不變的。因此有了如果我們可以超越光速,或許我們可以回到過去,但這句話愛因斯坦並沒有說過。
從主流科學來看,蟲洞只是一個數學上的解,物理學中有很多數學解是不存在的。在我們中學學習物理時就經常會得到兩個解,有一個解是必然要消去的,例如拋物運動。
從數學模型來看,雖然黑洞作為入口時空極度扭曲,但是所對應的出口需要大量負能量構成。不過這並非不可能,蟲洞確實存在,宇宙早期量子漲落中,會不斷出現正向與負向的能量波動。正能量與負能量都會彎曲使用,而且彎曲時空的方式相反,如果這兩個彎曲的時空可以連接起來那麼就可以形成蟲洞,這樣的蟲洞可以讓一個粒子從A點消失從B點出現。不過量子蟲洞是在太小,如果想要維持一個可以讓人短暫穿越的蟲洞就目前而言人類不可能做到,而且所需能量超越了宇宙的總能量,因此回到過去——不可能!