爱因斯坦桥是虫洞吗?有可能利用虫洞做到穿越空间吗?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 08:01:31

爱因斯坦桥是虫洞吗?有可能利用虫洞做到穿越空间吗?
爱因斯坦桥是虫洞吗?有可能利用虫洞做到穿越空间吗?

爱因斯坦桥是虫洞吗?有可能利用虫洞做到穿越空间吗?
1935年,爱因斯坦和纳珍.罗森写了一篇论文.在该论文中他们指出广义相对论允许他们称为“爱因斯坦.罗森桥”,而现在称为“虫洞”的东西.“虫洞”是由两个相连的“黑洞”所构成的时空结构中的“豁口”的存在——一条贯穿空间和时间的隧道,也就是说,只要能够建造一个稳定的虫洞,就可以跨越时间和空间.数学家把这种情形称作“多连通空间”(multiply connected space)但理论家一直未搞清,虫洞仅允许光线通过?抑或飞船也能穿行?到了1988年,美国加州理工学院的桑思和摩立斯终于得出了结论:虫洞的两端皆可出入,并非像黑洞那样是一种单向通道,只进不出;再者,旅行者在虫洞内仅受到一般的拉力,不像在黑洞中.并且,该大学柏克莱分校的吉普·索思(Kip Thorne)教授还提出:光找到这样一个“虫洞”还不够,还必须使它的开口时间足够长,这样才能让人有足够的时间钻入它.因为根据量子理论,这个虫洞在强力的作用下,将于瞬间关闭.有一种假设是利用开斯米效应(Casimir effect)等量子方式向“虫洞”里灌输反物质(otne),这样就可以延长虫洞开启的时间.并且,同样利用反物质将其“扯大”,钻出一条长度约为一光年的“时间隧道”.这样一条“时间隧道”,便是由“现在”通往“过去”的“快捷方式”.这需要融合爱因斯坦的“广义相对论”和量子力学理论,创造一个全新的量子引力论.著名的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Lab)的科学家已在如何利用虫洞方面进行开拓.他们对反物质有了更深的研究:一直以来,这种奇怪的反物质只存在于理论之中,而今他们成功地证明,反物质也存在于我们的现实世界之中.并且得出结论:虫洞的超强引力场,也一样可以通过反物质来中和.(“正物质”和“反物质”有一种很有意思的差别,前者拥有“正质量”,能产生能量,后者具有“负能量”,却可以吸去周围的能量.)而实际建造一个虫洞要分三步:第一步,寻找或建立一个虫洞,开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域,第二步,使虫洞稳定下来,由量子产生的负能量,虫洞便允许信号和物体安全地穿越它.负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大.换句话说,它阻止了虫洞演变成黑洞.第三步是牵引虫洞.一艘具有高度先进技术的宇宙飞船将虫洞的入口互相分离开.如果两个埠都放置在空间中合适的地方,那么时间差将保持恒定状态,假设这一差值是10年,一名宇航员从一个方向穿越虫洞,他将跳到10年后的未来.反之,宇航员若是从另一方向穿越虫洞,他将跳到10年前的过去.这听起来像科幻,但已是一个美国宇航局拟资助的真实的研究项目. 甚至还有物理学界权威认为,在我们这个世界里虫洞就可能以普朗克长度(约10~33公分)这种极微的尺度下自然存在.虽然这只有原子核的1/1020那么小,但在理论上,这么小的虫洞,只需要一束能量脉冲便可将之稳住,接着便可将它膨胀到可资使用的大小. 自从阿尔伯特、爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论以来,“时空旅行”这一话题一直倍受世人关注.后来,量子物理学和宇宙物理学的兴起和发展,导致“时空旅行”逐步由科学幻想走向理论探讨,实验考证,成立与否,世界各地的物理学家众说纷纭,至今仍无定论.但是,对时空旅行的追求与渴望激励着一代代科技新人去探索,去发现.于是,一个微妙闪出时空旅行的要素“电磁媒介质”——时间弦 60多年前,爱因斯坦提出了“虫洞”理论.那么,“虫洞”是什么呢?简单地说,“虫洞”是宇宙中的隧道,它能扭曲空间,可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺. 早在20世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上. 随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用.科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量.像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中.不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”. 据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,“负质量”可以用来控制“虫洞”.他们指出,“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”,使它们足以让太空飞船穿过.他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究,希望“虫洞”能实际用在太空航行上. 宇航学家认为,“虫洞”的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视.科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置.现在,人类被“困”在地球上,要航行到最近的一个星系,动辄需要数百年时间,是目前人类不可能办到的.但是,未来的太空航行如使用“虫洞”,那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方. 据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求.“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”. 科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过. 其实这一切还是谜,只能在等待答案的同时望着这魅力的面纱.