当前位置: 首页 > 科幻频道 >

现实生活中的任意门!科学家手把手教你制造一个虫洞

   

现实生活中的任意门!科学家手把手教你制造一个虫洞

作者: 更新时间:2020-07-24 16:53:15 阅读:

现实生活中的任意门!科学家手把手教你制造一个虫洞

每个人都想要一个虫洞,不是吗?谁愿意花数万年的时间长途跋涉到另一颗无聊的恒星去呢?当你有了虫洞之后,你就可以闪现到最近的虫洞里,走上一小段路,最后到达宇宙中某个遥远的异国他乡。

不过这个设想有个“小小”的技术难题:虫洞是由极端弯曲的时空形成的一条捷径隧道,它极其不稳定,并且有可能会造成灾难性的后果,举个例子,一旦你往虫洞里发射一个光子,它就会以比光速还快的速度坍塌。

但是最近发表在7月29日预印本杂志arXiv上的一篇论文找到了一种方法来建造一个相对稳定的虫洞,这个虫洞还是会坍塌,但它的坍塌速度足够慢,你可以在它坍塌之前将信息——甚至是物体——发送到虫洞的另一端。

要建造这样的一个虫洞,你所需要的只是几个黑洞和一些无限长的宇宙弦,“非常简单”。

虫洞问题

原则上,构建虫洞非常简单。根据爱因斯坦的广义相对论,质量和能量会扭曲时空结构,而物质和能量的某种特殊结构将会导致虫洞的形成,使宇宙中两个原本非常遥远的区域之间形成捷径。

不幸的是,即使是在理论上,这些虫洞也是非常不稳定的。即使只有一个光子穿过虫洞,也会引发灾难性的级联,将虫洞撕裂。然而,只要有一定数量的负质量——即重量相反的物质——就可以抵消常规物质试图通过虫洞所引起的破坏影响,换句话说,物质就有可能穿越虫洞。

但负质量的物质是不存在的,所以我们需要一个新的计划。

让我们从虫洞本身重新开始,我们需要一个入口和一个出口。从理论上讲,把一个黑洞(一个没有东西可以逃脱的太空区域)和一个白洞(一个没有东西可以进入的理论太空区域)连接在一起并不是不可能的。当这两个奇怪的天体结合在一起时,它们就形成了一个全新的东西:虫洞,所以你可以跳进这条隧道的任何一端,然后完好无损地从另一端跳出来,而不是被重力碾碎。

但是白洞也是不存在的,这就有点棘手了。

带电黑洞

既然白洞不存在,我们又需要一个新的计划了。幸运的是,一些聪明的数学公式为我们揭示了一个潜在答案:带电黑洞。黑洞是可以携带电荷的(但因为带电黑洞的自然形成方式,它们并不常见)。带电黑洞的内部是一个奇怪的地方,带电黑洞的点状奇点会被拉伸和扭曲,从而形成一条通向另一个带电黑洞的桥梁。

这样我们就可以用真实存在的东西得到一个虫洞啦!

但是这个以带电黑洞为基础的虫洞有两个问题。第一,它仍然很不稳定,如果有人或者某物试图通过虫洞的话它一样会坍塌。第二个问题就是两个带有相反电荷的黑洞会相互吸引——无论是从引力还是电场上——如果它们融合了的话你只会得到一个巨大的中性黑洞,换句话说就是没用了。

宇宙弦

因此,为了使这一切顺利进行,我们需要确保两个带电黑洞要安全地远离彼此,并且确保虫洞的隧道能够自我维持。对此,一个潜在的解决方案就是宇宙弦。

宇宙弦是一种理论瑕疵,类似于水在结冰时形成的裂缝。这些宇宙残余物形成于宇宙大爆炸后最初几分之一秒的早期宇宙里。它们确实是非常奇异的东西,它们的宽度不超过一个质子,但一英寸长度的宇宙弦就比珠穆朗玛峰还要重,你永远都不会想遇到它们,因为它们会像宇宙激光剑一样把你切成两半,不过你不用太担心,因为我们也不确定它们是不是真的存在,而且我们也从来没有在宇宙中见到过它们。

尽管如此,它们也没有不能存在理由。

当谈到虫洞时,宇宙弦还有另一个非常有用的特性:巨大的张力。换句话说,它们并不喜欢受到阻力,如果你用宇宙弦穿过虫洞,并且让宇宙弦穿过两个黑洞的外边缘,从其中一个黑洞延伸到无穷远的话,宇宙弦的张力就可以防止带电黑洞之间彼此吸引,让虫洞的两端彼此远离。从本质上讲,宇宙弦的两端就像两支对立的拔河队伍,拉住两个黑洞。

振动

一根宇宙弦可以解决虫洞其中一个问题(保持虫洞两端打开),但它并不能阻止虫洞本身的坍塌。所以,我们需要引入另一根宇宙弦,这根宇宙弦也需要穿过虫洞,但它也要在两个黑洞之间的正常空间中构成闭环。

当宇宙弦被封闭在一个闭环当中时,它们会剧烈振动,这些振动会搅动周围的时空,适当的振动会引起宇宙弦邻近区域产生负能量,这些负能量能够像虫洞里的负质量一样,可能会稳定虫洞。

这看起来有点复杂,但在最近的论文中,一个理论物理学家团队给出了构建这样一个虫洞的详细指导。不过这并不是一个完美的解决方案:最终,宇宙弦的固有振动——也就是保持虫洞打开的振动——会将能量和质量从宇宙弦上抽离,使宇宙弦变得越来越小。从本质上说,随着时间的推移,宇宙弦就会因为自己的振动而消失,虫洞在不久之后也会完全坍塌。但这个东拼西凑的虫洞可能会保持足够长的稳定时间,让信息甚至物体活着到达虫洞的另一端,有这个效果就已经很不错了。

但首先,我们还是先要找到一些宇宙弦再说。

本文来自: 前瞻网

上一篇: 类太阳恒星Eta Corvi出现“彗星雨” 该恒星可以再现太阳系形成过程? 下一篇: 人类要小心了!我们的太阳仍然有可能爆发超级耀斑!