什么是虫洞?天体物理学家解释了这些穿越时空的捷径


什么是虫洞?天体物理学家解释了这些穿越时空的捷径


文章图片


20世纪爱因斯坦著名方程的解描述了“虫洞” , 即穿越时空的隧道 。
什么是虫洞?它们存在吗?

想象一下 , 一座山的两边有两个城镇 。 来自这些城镇的人可能要绕着山走一圈才能互相拜访 。 但是 , 如果他们想更快地到达那里 , 他们可以在山上挖一条隧道 , 创造一条捷径 。 这就是虫洞背后的想法 。
虫洞就像我们宇宙中两个遥远点之间的隧道 , 缩短了从一个点到另一个点的旅行时间 。 在适当的条件下 , 理论上可以使用虫洞将旅行时间缩短到小时或分钟 , 而不是从一个星系到另一个星系旅行数百万年 。
因为虫洞代表时空的捷径 , 它们甚至可以像时间机器一样工作 。 你从虫洞的一端出来的时间可能早于你进入另一端的时间 。
虽然科学家们没有证据表明虫洞确实存在于我们的世界 , 但它们是帮助像我这样的天体物理学家思考空间和时间的好工具 。 他们还可能回答关于宇宙是什么样子的古老问题 。

科学家称进入和离开虫洞的点为“口” , 而隧道本身称为“咽喉”
由于这些有趣的特点 , 许多科幻作家在小说和电影中使用虫洞 。 然而 , 科学家们和作家们一样被虫洞的概念迷住了 。
虽然研究人员从未在我们的宇宙中发现过虫洞 , 但科学家经常在重要物理方程解中看到虫洞 。 最突出的是 , 爱因斯坦时空理论和广义相对论背后的方程的解包括虫洞 。 这个理论描述了宇宙的形状以及恒星、行星和其他物体在其中的运动 。 因为爱因斯坦的理论已经被测试了很多次 , 而且每次都被发现是正确的 , 所以一些科学家确实认为虫洞存在于宇宙的某个地方 。
但是 , 其他科学家认为虫洞不可能存在 , 因为它们太不稳定 。
持续的引力影响着宇宙中的每一个物体 , 包括地球 。 所以重力也会对虫洞产生影响 。 对虫洞持怀疑态度的科学家认为 , 在很短的时间内 , 虫洞的中部会在自身重力作用下坍塌 , 除非它有一些力从虫洞内部向外推动以抵消这种力 。 最有可能的方法是使用所谓的“负能量” , 这将对抗重力并稳定虫洞 。
但据科学家所知 , 负能量的产生量太小 , 无法抵消虫洞自身的重力 。 大爆炸有可能在宇宙开始时就产生了带有少量负能量的微小虫洞 , 随着时间的推移 , 这些虫洞随着宇宙的膨胀而不断扩展 。
虽然虫洞是值得思考的有趣物体 , 但它们仍然没有被主流科学所接受 。 但这并不意味着它们不是真的——我们天体物理学家知道 , 黑洞在我们的宇宙中比比皆是 , 但当科学家在1910年代首次提出黑洞存在时 , 它们并不被接受 。
爱因斯坦在1915年首次提出了他著名的场方程 , 德国科学家卡尔·施瓦茨柴尔德在仅仅一年后就找到了一种数学描述黑洞的方法 。 然而 , 这种描述是如此奇特 , 以至于那个时代的顶尖科学家拒绝相信黑洞实际上存在于自然界中 。 人们花了50年的时间才开始认真对待黑洞——直到1967年才发明了“黑洞”一词 。
【什么是虫洞?天体物理学家解释了这些穿越时空的捷径】虫洞也可能发生同样的情况 。 科学家可能需要一段时间才能就它们是否存在达成共识 。 但如果他们确实找到了强有力的证据表明存在虫洞——他们可以通过观察恒星轨道上的奇怪运动来做到这一点 , 这一发现将影响科学家如何看待和理解宇宙 。

    推荐阅读