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世界上到底有没有虫洞

时间:2018-06-29 08:08来源:中国国家天文
虫洞又叫蚯蚓洞) 60多年前,阿尔伯特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

虫洞又叫蚯蚓洞)  60多年前,阿尔伯特·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。  虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。

物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特· 爱因斯坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。 如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径, 也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中, 这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合, 然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。 而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。  自从在史瓦西解中发现了虫洞, 物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。  虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里, 虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥, 物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞( 即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。  虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现, 成为一个突然出现的超时空管道。  虫洞没有视界,它只有一个和外界的分界面, 虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、 白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接, 在这里时空曲率并不是无限大,因而我们可以安全地通过虫洞, 而不被巨大的引力摧毁。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅, 这里不再赘述。

 黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章” 的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在, 科学家们也只是得到了一些间接的旁证。 当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题,例如, 一颗能形成黑洞的冷恒星,当它坍缩时,其密度已然会超过原子核、 核子、中子……,如果再继续坍缩下去,中子也可能被压碎。那么, 黑洞中的物质基元究竟是什么呢? 有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢? 如果没有斥力,那么黑洞将无限地坍缩下去,直到体积无穷小, 密度无穷大,内部压力也无穷大,而这却是物理学理论所不允许的。  总之,目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少, 它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。 目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现, 还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。  

虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。 美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙项” 几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”, 在没有物质的空间中,能量也同样存在其内部, 这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙,宇宙项是必须的, 而且,在基本粒子论里,也认为真空中的能量是自然呈现的。那么, 为何目前宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明: 在爆炸以前的初期宇宙中,虫洞连接着很多的宇宙, 很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果, 由一个宇宙可能产生另一个宇宙,而且, 宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴, 它们可通往一个宇宙的过去及未来,或其他的宇宙。

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