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人类有可能穿越连接时空的“虫洞”!虫洞是什么?虫洞是从时空的一个地点到另一个地点,实现超过光速的瞬间移动的手段。虫洞可以看作是跨越次元的快捷隧道。例如,把世界想象成一张边长1光年的巨大纸张。即以光速移动,从一张纸的一端到另一端,则需要一年的时间。 但是,如果把这张纸的一端和另一端合在一起折叠的话会怎么样呢?如果折叠起来,把起点和终点合在一起的话,即使相隔1光年的距离,移动的时间也会变成0。
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我们居住的时空,有可能在更高的维度上被折叠,与遥远的地方相邻,只是我们没有注意到而已。 美国物理学家惠勒用一个比喻来说明这一点:如果沿着苹果的表面移动,不如穿过苹果内部的虫蛀洞移动得更快。将“鲁”命名为“虫洞”。 理论上承认虫洞在现实世界中也存在。那个基础理论在20世纪初以对应爱因斯坦的广义相对论的形式出现。 但是在初期,爱因斯坦和罗森计算出的虫洞非常不稳定,很快就会崩溃,因此人们认为虫洞不可能从里面穿过。
如何制造稳定的虫洞? 为了保持虫洞的稳定,需要负能量。 这在古典物理学中是不被允许的,但在量子物理学的世界里,“卡西米尔效应”证实了它的存在。 但是,量子物理学是古典物理学无法处理的理论,只适用于非常小的世界。即使存在负能量,也非常小。
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发表此次研究的普林斯顿高等研究所的马尔达切纳和普林斯顿大学的米莱金注意到,这种效应在具有巨大磁性的黑洞中会变得非常大。 新的想法是,让带电的零质量费米子(类似电子的粒子,质量为0)沿着黑洞的磁力线移动,如果周围的空间是平坦的,那么粒子就会画圆移动,在封闭的空间中在这里,卡西米尔效应作用于真空能量,使真空能量具有负能量。 这里产生的负能量的存在可以维持虫洞的稳定。 虫洞能安全通行吗? 虽然提出了稳定虫洞的方法,但这种方法产生的负能量很大,这只是从量子层面来看的。 用这种方法,虫洞只能以微观尺寸存在,隧道的距离也只是非常短距离的连接。
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那么我们能不能制造一个宇宙飞船能容纳的大虫洞呢? 这次的研究表明,利用兰德尔·桑德勒姆模型可以解决这个问题。 以《变形宇宙》等书籍闻名的物理学家丽莎·兰德尔等人的模型,解释了在代表物理学的4种力中,重力非常微弱的问题。将宇宙描述为5维时空,重力是其额外维度吗?他解释说,因为是从外漏出来的力量,所以非常弱。
这个5维时空,被认为比我们通常探索的能量更低的物理学描述的可能性比较高,如果引入这个想法的话,就可以在已知的物理学中添加强相互作用的没有质量的场。 为此负能量的产生是必要的,这可能是支撑巨大虫洞的力量。 研究人员认为,这样产生的大型虫洞“从外面看很难与黑洞区分,但只要具备必要的条件,就有可能通过”。 虫洞到底有没有实用性?
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如果虫洞是可以穿越的,那么它可以作为穿越宇宙的手段吗? 哈佛大学的丹尼尔关于这个问题,雅弗里斯根据以前的研究表明,即使有稳定的虫洞存在,想要穿过虫洞,也要花费比在普通空间中更长的时间。 对此,研究人员认为,从穿越虫洞的旅行者的角度来看,时间几乎不会流逝。 他们认为,根据广义相对论,以光速移动的人类会经历时间的扩张(时间流逝的延迟),因此即使通过虫洞穿越1万光年的距离,游客的感受时间也只有1秒左右。 但是,在虫洞外的我们看来,它们穿越虫洞所需的时间在1万年以上。 另外,通过虫洞的重力会使宇宙飞船加速,因此完全不需要燃料。 虽然这个结果是否实用还很可疑,但是在这项研究中发现的虫洞还有其他的缺点。
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首先,本次研究中展示的可通过虫洞,由于不存在自然形成的机制,所以必须有人利用负能量设计制造才能实现。 而且,虽然理论上可以实现,但作为前提的时空结构必须在现实中真实存在。#所见所得,都很科学##知识##我在做科普# 校稿:金兰兰
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