蟲洞是科學的浪漫,還是實際存在的?

2021-02-25 宇宙解碼

    通過蟲洞進行太空旅行聽起來是個很有趣的想法。誰不想擁有能在短時間內跳上船、找到最近的蟲洞併到達遙遠地方的技術呢?這一技術將使太空旅行變得非常容易。當然,這個想法經常出現在科幻電影和書籍中。這些「時空隧道」可以讓角色在瞬間穿越時空,而不必擔心物理問題。

    蟲洞是真的嗎?它們可能只是一種文學手段,讓科幻小說情節繼續發展。如果它們確實存在,它們背後的科學解釋是什麼?答案有點模稜兩可。它們可能是廣義相對論的直接結果,廣義相對論最初是由阿爾伯特·愛因斯坦在20世紀初提出的。然而,這並不一定意味著它們存在,也不意味著人們可以乘坐宇宙飛船穿過它們。為了理解為什麼會出現通過蟲洞可以進行太空旅行這一想法,了解一些科學知識是很重要的。

蟲洞是什麼?

    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經常會用到。典型例子如電影《星際穿越》,其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。關鍵是要找到它們,然後弄清楚它們是如何工作的。

    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,但是這種奇異的材料是什麼呢?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。這就是它聽起來的樣子:具有負值的物質,而不是普通的、具有正值的物質。這也是科學家們從未見過的現象。

    蟲洞有可能利用這種奇異的物質自發地出現。但是,還有另一個問題——沒有任何東西可以支撐它們。因此,它們會立刻坍縮。對於當時碰巧經過這裡的任何船隻來說,都不是較好的選擇。

黑洞和蟲洞

    如果自發的蟲洞不可行,有沒有其他方法來創造它們?理論上說可以。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。蟲洞本質上是由黑洞的時空扭曲造成的。具體地說,它必須是史瓦西黑洞(史瓦西黑洞就是所謂的「尋常黑洞」。它是直接由較大的恆星演化而來的。恆星到晚期時核燃料消耗殆盡,輻射壓(光壓)急劇減弱,星體在其自身引力的作用下坍縮。若質量(指原恆星的質量)大於3倍的太陽,其產物就是黑洞。在宇宙空間裡,此類黑洞具多數,其最大質量一般不超過50.2倍的太陽),它的質量是靜態(不變)的,不旋轉,沒有電荷。

    那麼,這是怎麼做到的呢?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。光會以光速從白洞的「出口」被加速,使它成為一個明亮的物體,因此有了「白洞」一詞。

    當然,這一想法很快被現實打了臉: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,包括生命在內。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,克爾黑洞可能會產生蟲洞。它看起來會與天文學家認為構成黑洞的普通「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點的轉動慣量。

    因為黑洞的中間是「空」的,所以人們有可能穿過那個點。環中間的扭曲時空可以作為蟲洞,允許旅行者穿越到空間的另一個點。這個點也許在宇宙的另一端,或者在另一個宇宙中。克爾奇點比其他蟲洞有明顯的優勢,因為它們不需要使用外來的「負質量」來保持穩定。然而,這些還沒有被觀察到,只存在於理論中。

我們哪天可以用蟲洞?

    撇開蟲洞機制的技術方面不說,即使有一些物理基礎的支持,或者說如果蟲洞確實存在,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。在這一點上,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。它可能在我們自己的星系,也可能在遙遠的宇宙的某個地方。另外,還有些事情值得思考。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?如果是這樣,我們什麼時候才能到達那遙遠的彼岸?旅行是否忽略了時空的膨脹?

    因此,雖然蟲洞存在並作為穿越宇宙的入口是可能的,但人們要想找到方法應用蟲洞的可能性是相當小的。

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  • 「蟲洞」存在嗎?蟲洞能穿越時空嗎?
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。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?蟲洞真的存在嗎?要了解蟲洞之前,我們就得先簡單的了解一下牛頓力學和相對論。
  • 很多人對蟲洞寄予了很大希望,蟲洞真的存在嗎?
    到此為止,你會發現,蟲洞其實只是愛因斯坦在研究方程時的數學解,和實際的物理現象並沒有什麼關係但有一點必須說明,蟲洞旅行並不是真正的超光速旅行,只是能夠達到超光速的效果,而實際速度並不一定要達到或者接近光速。
  • 黑洞就是宇宙蟲洞?存在另一個空間
    當然,科學家通過研究發現,黑洞可能還有另外一個身份,那就是宇宙蟲洞。為什麼這麼說呢?科學家們舉出了相關的實例。黑洞是一種擁有強大引力的物體,任何物體——即便是光——在進入其事件邊界之後都不能逃逸出來。根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞可以由任何物質形成,只要能夠坍縮到足夠小的空間內。儘管黑洞不能被直接看到,天文學家還是通過觀察周圍物質的環繞情況,推斷出一些黑洞的位置。
  • 可以實現時間旅行的蟲洞,到底有哪些科學依據?
    那麼蟲洞哪去了?理論上講,蟲洞應該是通過黑洞和白洞,把我們所在的宇宙和鏡像宇宙連到一起,這就是蟲洞的概念。現在我們應該已經了解了以下幾點:黑洞是現在已經確定宇宙中存在。白洞是對愛因斯坦方程的史瓦西解,通過時間反演得到的數學上的概念。白洞的存在還會和熱力學定律產生矛盾。總的來說,關於白洞是否存在還是未知數。
  • 蟲洞理論:《星際穿越》真正的科學養分
    原標題:蟲洞理論:《星際穿越》真正的科學養分   《星際穿越》科學顧問基普·S·索恩名聲大噪。他的研究成果《蟲洞、時間機器和弱能量條件》基於數理上的自洽性而非現實可能性,對愛因斯坦場方程進行了嚴密推導,成為第一篇被國際頂級物理學雜誌《物理學評論》發表的、帶有「時間機器」字眼的論文。而此前,保守的物理學家視「時空旅行」為無稽之談。
  • 什麼是蟲洞,蟲洞真的存在嗎?看完你就明白了
    20時間30年開始,科學家們始終抱著這樣的想法,他們認為這樣的捷徑存在於宇宙中,並稱之為白洞,後來才被較為蟲洞。黑洞,我們大家都了解,是一個啥都吸的「洞」,那麼白洞也就是與其相反的,就是啥都排斥,不同意任何一個物體近身。蟲洞可以理解為連接時空中兩個點的隧道,這個隧道並不一定要是直線的,彎的也可以。
  • 黑洞和蟲洞存在相似之處,不同的是蟲洞沒有視界?
    使用愛因斯坦的廣義相對論可以解釋為當物質被擠壓成非常小的空間時,就會形成黑洞,但是黑洞的存在不能夠直接觀測到,我們只能從周圍的物質感知它的存在,因此研究黑洞就要從它周圍的物質觀測做起。了解完了黑洞以後,再來看看蟲洞的相關情況吧,蟲洞被指為連接時空織布當中兩個沒地方的彎曲通道。
  • 蟲洞真的存在嗎?
    ​蟲洞真的存在嗎?在愛因斯坦動態宇宙時空模型中,空間的存在離不開物質(或能量),物質(或能量)隨著時間運動變化,空間結構也會發生改變。再者,空間結構可以改變、局部空間可以是不均勻的。3、蟲洞真的存在嗎?
  • 科學:什麼是蟲洞?時間旅行?蟲洞真的是穿越時空的科學通道嗎?
    說到時間旅行,我們首先需要解釋一個概念:蟲洞。什麼是蟲洞?.蟲洞,也稱為愛因斯坦-羅森橋,是連接宇宙中兩個不同時空的一個可能的狹窄隧道。蟲洞是愛因斯坦和內森·羅森在1930年研究引力場方程時假設的。他們認為蟲洞可以進行瞬間的空間轉移或時間旅行。蟲洞和穿越時空是理論物理學家的假設,也就是說,在理論上,或者在數學方法中,存在這種特殊現象。然而,到目前為止,科學家們還沒有觀察到蟲洞的存在,也沒有證明時空旅行真的發生了。
  • 蟲洞是什麼?它是否真的存在於宇宙之中?
    什麼是蟲洞?如果他們真的存在,他們是怎麼產生又是怎麼運作的呢?蟲洞是連結兩個空間的隧道。理論上,即使蟲洞的兩端相隔得非常遠,它也可以讓你在極短得時間內跨越遙遠的距離。蟲洞在二維環境的模擬如果蟲洞的一端是學校,而另一端是你的家,那麼通過蟲洞往來於你的家與學校間就只一步之遙了。而蟲洞的另一端甚至可以是另一個星系裡的星球,它可以讓你輕鬆的到達那裡。另一種蟲洞在二維環境的模擬因此,蟲洞非常有趣,常常出現在科幻小說中。但問題是,在我們的認知範圍內,蟲洞並不存在於我們的宇宙之中。
  • 專家稱黑洞和蟲洞存在相似之處,不同的是蟲洞沒有視界?
    使用愛因斯坦的廣義相對論可以解釋為當物質被擠壓成非常小的空間時,就會形成黑洞,但是黑洞的存在不能夠直接觀測到,我們只能從周圍的物質感知它的存在,因此研究黑洞就要從它周圍的物質觀測做起。了解完了黑洞以後,再來看看蟲洞的相關情況吧,蟲洞被指為連接時空織布當中兩個沒地方的彎曲通道。
  • 愛因斯坦預言蟲洞的存在,蟲洞可以穿越時空?你們猜猜可能嗎
    不論世界是安全的還是危險的,人類對預言都是十分關注,畢竟所有生命的終點都是滅亡,但距離滅亡的時間或許我們有能力能夠延長,所以能提前預知,對我們很重要。很多偉人都曾預言過,比如諾查丹瑪斯、瑪雅人、霍金霍、愛因斯坦等等。
  • 黑洞已被證明存在。白洞和蟲洞也存在嗎?這是你的答案
    ,但是隨著時間的推移,愛因斯坦的許多科學預言都被證明是正確的,甚至他嘲笑為「一生所犯下最大錯誤」的宇宙常數有可能也是正確的,因為科學家發現宇宙膨脹理論的一些現象只能用宇宙學常數來解釋,而被認為最難證實的引力波也在近年來被證明存在愛因斯坦創立了相對論現代科學家非常崇拜愛因斯坦,因為愛因斯坦的許多科學預言幾乎沒有錯誤,也就是說
  • 蟲洞理論:這才是《星際穿越》真正的科學養分
    所以,即便是像《蟲洞、時間機器和弱能量條件》這樣的論文,儘管文章摘要讓人感覺科幻味兒十足:「本文討論的是,如果物理法則允許一個高級文明智慧生物在空間中製造和維持一個蟲洞,那麼這個蟲洞將被改造成違背因果律的時間機器用於星際航行」,題目中也直接就有「時間機器」的字樣,但最後還是被接受發表——在此之前,為了避免引人注目並被冠以「科幻物理學家」的頭銜,科學家們在參與時空旅行的相關討論時,通常都把「時間機器」
  • 蟲洞是真的嗎?真的存在穿越時空的蟲洞嗎?
    什麼是蟲洞?理論物理學家自20世紀30年代起就假設了這種穿越時空的捷徑的存在,最初稱它們為白孔,並最終稱之為愛因斯坦-羅森橋。現在最大的問題是蟲洞真的存在嗎?蟲洞真的存在嗎?從未直接或間接觀察到蟲洞,但蟲洞確實存在,因為它們出現在愛因斯坦廣義相對論場方程的解中。
  • 物理學家新研究:蟲洞旅行理論存在可能
    由於廣義相對論認為宇宙中不存在比光速還快的速度,所以蟲洞旅行在廣義相對論下是不存在的。來自普林斯頓高級研究院的理論物理教授 Juan Maldacena 和普林斯頓大學天體物理專業的畢業生 Alexey Milekhin 共同研究,闡述了一種 「被現有物理所允許存在的」、大小足夠人類進入的蟲洞存在的可能。這篇名為《人類可穿越的蟲洞》(Humanly traversable wormholes)的論文發表在預印本網站 arxiv.org 上。
  • 天體物理學家表示,蟲洞存在於星系中心的超大質量黑洞
    同樣的原理,如果存在四維空間,那麼生活在三維的人類或許就可以進行太空旅行了。如果要使蟲洞穩定存在,必須要有一種材料來支持它。這種材料具有奇怪的性質,那就是它的質量為負值,這連科學家都沒見過它。並且,我們不知道蟲洞的其它性質,也沒有發現它存在的間接證據。因此,蟲洞目前只是在理論上成立,在現實宇宙中,沒有人能肯定它的存在。不過,科學的發展還是令人驚訝的,一組科學家表示,星系中心的超大質量黑洞存在蟲洞,而且是可穿越的蟲洞。
  • 蟲洞是什麼?它真的存在嗎?我們可以通過蟲洞穿越到過去嗎?
    因此,尋常要花相當長時間的星際旅行,有了蟲洞,幾乎可以說是瞬移。在廣闊無邊的宇宙中,蟲洞就是這樣一個完美的存在,其中的一小段,就能跨越外面數個天文距離之遠。然而,它真的存在嗎?我們之前讀過或在電影中看到的蟲洞,科學家稱,很可能並不存在。因為目前為止,沒有任何人能拿出證明其存在的證據。所以說,黑洞雖由來已久,但仍是理論存在。阿爾伯特·愛因斯坦在它的廣義相對論中,首次提出了蟲洞的概念。
  • 哈佛的物理科學家表示:蟲洞真的存在,那穿越旅行有可能實現嗎?
    哈佛的物理科學家表示:蟲洞真的存在!而且,人類也可以通過蟲洞進行小說中的時間和空間的穿越。聽到這個消息,肯定會有人大吃一驚。難道人類可以運用蟲洞隨心所欲的穿越到自己想要去的時空嗎?人類在自己歷史上遺留的遺憾是不是可以彌補了?這樣的穿越不會改變歷史嗎?人類社會會因此發展的更快了嗎?人們之所以沒有被穿越改變歷史,沒有更快的向前發展,那是因為蟲洞雖然存在,但是想要通過它進行穿越,還是存在弊端的。正是因為這種弊端的存在,人類才無法真正的進行穿越。
  • 恆星這個「小動作」 或能揭示蟲洞的存在
    科幻故事中的蟲洞真的存在嗎?新的方法如何尋找蟲洞?如果蟲洞真的存在,我們在穿越蟲洞時需要克服哪些困難?雖然愛因斯坦的廣義相對論從數學上預測了蟲洞的存在,但迄今為止還沒有人發現它。美國俄勒岡大學理論物理學教授史蒂芬·許表示:「到目前為止,關於蟲洞的整個事情還是一種假設,沒有人認為我們很快就會發現蟲洞。」