虫洞能被创造出来?这是科学家们的幻想吗?

如题所述

第1个回答  2022-06-15

在《星际穿越》这部电影中,在影片的最后,关于虫洞的出现,给出的解释是“他们”就是“我们”。那么这就是未来高维的人类放置了虫洞吗?如果按这种说法来看,创造虫洞也许在科学上是可能实现的。


百度百科中说“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的开启。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空通道,所以也叫"灰道"。

迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据。为了与其他种类的虫洞进行区分,一般通俗所称“虫洞”应被称为“ 时空洞 ”。


很多人都是虫洞、黑洞傻傻分不清。可能都是未知所以让人们感到神秘,让人感到疑惑。

虫洞是时空中的隧道,理论上可以允许时空中的任何地方旅行,甚至进入另一个宇宙。爱因斯坦的广义相对论理论考虑到了虫洞的可能性,尽管虫洞是否真的存在是另一回事。


原则上,所有的虫洞都是不稳定的,当它们打开时就会关闭。保持它们开放和可穿越的唯一方法就是使用一种奇异的物质形式,即所谓的“负质量”这种奇异物质具有奇异的性质,包括从标准的引力场中飞出而不是像普通物质那样落向它。没有人知道这种奇异物质是否真的存在。

在许多方面,虫洞类似于黑洞。这两种类型的物体都非常密集,对于它们大小的物体都有强大的引力。主要区别在于,从理论上讲,任何物体在进入黑洞的事件视界后都不能返回,而任何进入虫洞的物体在理论上都可以逆转这一过程。

当两个黑洞彼此螺旋接近时,它们的轨道速度就会增加,就像旋转的花样滑冰运动员把手臂拉近身体一样。反过来,引力波的频率上升。这些引力波产生的声音是一个啁啾,很像一个人在滑动哨子上快速增加音调,因为任何频率的增加相当于音调的增加。

如果你观察一个黑洞螺旋进入一个虫洞,你会看到类似于两个黑洞相遇的啁啾声,但是黑洞发出的引力信号会很快消失,因为它在虫洞的另一边辐射出大部分引力波。(相比之下,当两个黑洞碰撞时,会产生巨大的引力波。)


在霍金关于虫洞的理论中,虫洞的直径只能容得下通过基本粒子,而且非常不稳定,这里不稳定的意思就是虫洞随时可能消失。如果你想星际旅行首先得被打散到夸克或者更小的单位然后一个个通过。之后有的科学家提到了可以用负量能量撑大虫洞使得其可以容得下飞船通过,这个是符合理论的,负能量实际也是存在的,但是及其稀少,至于如何制造负能量目前没有结论。

至于人造引力,引力是取决于质量的,质量并不能凭空生成,人类能做的只有拼接和压缩,比如用无数小行星拼成一个大行星,理论上可能的。另外如果把地球压缩到一座山大小,地球就会变成一个黑洞,但是目前人类做不到这一点,氢弹什么的是远远不够的。

空间弯曲不一定就是路途变长,也可能变短,不一定是因为引力,空间如果膨胀不均匀也可能造成扭曲。

最后,针对流行的黑洞虫洞说:的确理论上存在这种可能,虫洞的两端是黑洞,或者另一个白洞。那么即使人造了一个黑洞,黑洞的中心就是虫洞入口,这样的虫洞也是没法用的,因为在进入虫洞之前,你早已被黑洞的巨大引力撕裂,而且这个黑洞很有可能是死胡同,它的终点就是奇点,没有出口!


对于这个问题, 我们也许永远都无法确切地知道结果, 因为宇宙实在太大了。 但是维持可观测虫洞所需的数量近乎于天方夜谭的负能量物质几乎为我们提供了答案。

迄今为止, 人 类从未在任何宏观尺度上发现过负能量物质, 所有产生负能量物质的实验方法利用的都是微弱的量子效应。 为了能够维持一个可穿越虫洞, 必须存在某种机制把量子效应所产生的微弱的负能量物质汇集起来, 达到足够的数量。

但是负能量物质可以被汇聚起来吗? 最近十几年来物理学家们在这方面做了一些理论研究, 结果表明由量子效应产生的负能量物质是不可能无限制地加以汇聚的。 负能量物质汇聚得越多, 它所能够存在的时间就会越短。

因此一个虫洞没有负能量物质是不稳定的, 负能量物质太多了也会不稳定! 那么到底什么样的虫洞才能够稳定的呢? 初步的计算表明, 只有线度比原子的线度还要小二十几个数量级的虫洞才是稳定的!这又回到了我们文章的开头,如果你想通过,那么先变成基本粒子吧……


看“雷神2”的时候发现了虫洞的一个问题,在地球上不同势能的地方开一个互通的虫洞,那么入口在低处(低势能),出口在高处(高势能)的虫洞就可以使有质量的物体无限加速。

所以理论上如果虫洞存在,也应该只能连接两个在宇宙中势能完全相同的空间位置。宇宙中虽然不是没有势能完全相同的地方,但基本上无法计算, 所以即使虫洞可以由人类创造,先不提需要多少能量,人类也无法控制到达宇宙什么位置,失去了虫洞存在的意义。

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