

新研究指在量子物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)蟲(chóng)洞實(shí)際上是可能存在的 人類(lèi)旅行者穿越蟲(chóng)洞將十分安全
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新浪科技:國(guó)外媒體報(bào)道,蟲(chóng)洞是究指際上科幻小說(shuō)中最受歡迎的題材之一,航天器可以通過(guò)蟲(chóng)洞實(shí)現(xiàn)超光速旅行,量物理學(xué)領(lǐng)域旅行
成都外圍預(yù)約(外圍模特)外圍上門(mén)(電話(huà)微信181-8279-1445)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)從時(shí)空的內(nèi)蟲(chóng)一個(gè)點(diǎn)瞬間移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)。盡管廣義相對(duì)論不允許“可穿越蟲(chóng)洞”的洞實(shí)洞存在,但最近的人類(lèi)一項(xiàng)研究指出,在量子物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi),越蟲(chóng)蟲(chóng)洞實(shí)際上是分安可能存在的。
唯一的新研缺點(diǎn)是,穿過(guò)蟲(chóng)洞的究指際上時(shí)間可能要比穿過(guò)正常空間的時(shí)間更長(zhǎng),而且(或者)這些蟲(chóng)洞可能是量物理學(xué)領(lǐng)域旅行微觀(guān)的。在一項(xiàng)新研究中,內(nèi)蟲(chóng)兩位常春藤科學(xué)家提出,洞實(shí)洞如果存在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的人類(lèi)物理學(xué)理論,可能就意味著蟲(chóng)洞的越蟲(chóng)大小不僅足以穿越,而且對(duì)于從A點(diǎn)到B點(diǎn)的人類(lèi)旅行者來(lái)說(shuō),穿越蟲(chóng)洞將是十分安全的。
這項(xiàng)研究的題目是《人類(lèi)可穿越的蟲(chóng)洞》(Humanly traversable wormholes),由普林斯頓高等研究院的理論物理學(xué)家胡安·馬爾達(dá)塞納(Juan Maldacena)和普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)研究生阿列克謝·米萊金(Alexey Milekhin)共同完成。此前,
成都外圍預(yù)約(外圍模特)外圍上門(mén)(電話(huà)微信181-8279-1445)高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)這兩位研究者已經(jīng)撰寫(xiě)了大量關(guān)于蟲(chóng)洞的文章,并深入探討了蟲(chóng)洞如何成為一種穿越太空的安全工具。
關(guān)于蟲(chóng)洞的理論出現(xiàn)在20世紀(jì)早期,以回應(yīng)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。第一位假設(shè)蟲(chóng)洞存在的是德國(guó)物理學(xué)家和天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild),他對(duì)愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程的解(Schwarzschild metric,又稱(chēng)史瓦西解、史瓦西度規(guī))獲得了黑洞存在的第一個(gè)理論基礎(chǔ)。
史瓦西解的一個(gè)結(jié)果便是他所謂“永恒的黑洞”,本質(zhì)上是時(shí)空中不同點(diǎn)之間的連接。然而,這些“史瓦西蟲(chóng)洞”(又稱(chēng)“愛(ài)因斯坦-羅森橋”)并不穩(wěn)定,因?yàn)槿魏挝矬w從一端穿越到另一端時(shí)都會(huì)很快坍塌。
正如馬爾達(dá)塞納和米萊金所解釋的那樣,可穿越蟲(chóng)洞需要特殊的環(huán)境才能存在。其中就包括負(fù)能量。在經(jīng)典物理學(xué)中,負(fù)能量是不允許存在的,但在量子物理學(xué)領(lǐng)域中是可能的。他們聲稱(chēng),卡西米爾效應(yīng)(Casimir Effect)就是一個(gè)很好的例子,即量子場(chǎng)在沿著閉合圓環(huán)傳播時(shí)能夠產(chǎn)生負(fù)能量。
“然而,這種效應(yīng)通常很小,因?yàn)槭橇孔有?yīng)。在我們之前的論文《在四維中可穿越的蟲(chóng)洞》(Traversable wormholes in four dimensions)中,我們意識(shí)到,這種效應(yīng)對(duì)于具有大磁荷的黑洞來(lái)說(shuō)是相當(dāng)可觀(guān)的。在新的理論中,我們使用了帶電荷的無(wú)質(zhì)量費(fèi)米子(類(lèi)似電子但質(zhì)量為零的粒子)的特殊性質(zhì)。對(duì)于帶磁荷的黑洞,這些粒子會(huì)沿著磁場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(在某種程度上類(lèi)似于太陽(yáng)風(fēng)的帶電粒子在地球極地附近產(chǎn)生極光)。”
這些粒子可以先進(jìn)入一個(gè)點(diǎn),然后繞圈運(yùn)動(dòng),從空間中一開(kāi)始的位置出現(xiàn)。這一事實(shí)意味著“真空能量”能夠被修改,并且可以是負(fù)的。這種負(fù)能量的存在又能夠支持穩(wěn)定的蟲(chóng)洞的存在,使其作為時(shí)空點(diǎn)之間的橋梁,在物體有機(jī)會(huì)穿越它之前不會(huì)坍塌。
基于物質(zhì)是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的一部分,這樣的蟲(chóng)洞是可能的。唯一的問(wèn)題是,這些蟲(chóng)洞必須十分微小,而且只能在非常小的距離內(nèi)存在。對(duì)于人類(lèi)旅行者來(lái)說(shuō),蟲(chóng)洞必須足夠大才能穿越,這就需要用到超出標(biāo)準(zhǔn)模型的物理學(xué)理論。
對(duì)馬爾達(dá)塞納和米萊金而言,這就是第二類(lèi)藍(lán)道爾-桑德魯姆模型(Randall-Sundrom II,又名五維卷曲幾何理論)開(kāi)始發(fā)揮作用的時(shí)候。該模型以理論物理學(xué)家麗莎·藍(lán)道爾(Lisa Randall)和拉曼·桑德魯姆(Raman Sundrum)的名字命名,從五維的角度描述了宇宙,其最初提出是為了解決粒子物理學(xué)中的一個(gè)層次結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
研究者稱(chēng):“第二類(lèi)藍(lán)道爾-桑德魯姆模型是基于這樣一種認(rèn)識(shí),即這種五維時(shí)空也能以較低的能量來(lái)描述物理,這種能量比我們通常研究的更低。但是,我們可能會(huì)探測(cè)不到這種五維時(shí)空,因?yàn)樗煌ㄟ^(guò)引力與我們的物質(zhì)耦聯(lián)。事實(shí)上,它的物理學(xué)類(lèi)似于在已知的物理學(xué)中加入許多強(qiáng)相互作用的無(wú)質(zhì)量場(chǎng),從而產(chǎn)生所需的負(fù)能量。”
馬爾達(dá)塞納和米萊金得出結(jié)論,這些蟲(chóng)洞從外部來(lái)看,將類(lèi)似于中等大小的帶電荷黑洞,會(huì)產(chǎn)生同樣強(qiáng)大的潮汐力,這是航天器需要警惕的。他們指出,要安全穿越這種蟲(chóng)洞,人類(lèi)旅行者在通過(guò)其中心時(shí)將需要一個(gè)非常大的助推因子。
假設(shè)這一切都可以實(shí)現(xiàn),那么問(wèn)題就來(lái)了:這些蟲(chóng)洞是否可以作為時(shí)空兩點(diǎn)之間的捷徑?哈佛大學(xué)的丹尼爾·賈弗里斯(Daniel Jafferis)此前的研究,以及愛(ài)因斯坦和納森·羅森(Nathan )的工作表明,盡管穩(wěn)定的蟲(chóng)洞有可能存在,但穿越它們實(shí)際上需要比穿越普通空間更長(zhǎng)的時(shí)間。
然而,根據(jù)馬爾達(dá)塞納和米萊金的研究,從旅行者的角度來(lái)看,他們的蟲(chóng)洞幾乎不需要花什么時(shí)間就能穿過(guò)。從局外人的角度來(lái)看,穿越的時(shí)間將會(huì)長(zhǎng)得多,這與廣義相對(duì)論是一致的。在廣義相對(duì)論中,接近光速的人將會(huì)經(jīng)歷時(shí)間膨脹(即時(shí)間變慢)。正如馬爾達(dá)塞納和米萊金所說(shuō):
“對(duì)于宇航員來(lái)說(shuō),穿越蟲(chóng)洞意味著他們只需要1秒時(shí)間就能夠穿越10000光年的距離(大約是銀河系大小的十分之一)。而在外面的觀(guān)察者看來(lái),這一穿越過(guò)程需要一萬(wàn)多年的時(shí)間。這一切都不需要燃料,因?yàn)橐?huì)使飛船加速和減速。”
不需便是穿越這些蟲(chóng)洞的另一個(gè)好處,因?yàn)橄x(chóng)洞本身的引力會(huì)使宇宙飛船加速和減速。在太空探索的場(chǎng)景中,飛行員需要駕馭蟲(chóng)洞的潮汐力,使他們的飛船處于合適的位置,然后讓蟲(chóng)洞來(lái)完成余下的工作。一秒鐘之后,飛船就會(huì)出現(xiàn)在銀河系的另一邊!
對(duì)一些人來(lái)說(shuō),這一研究非常令人鼓舞,因?yàn)橄x(chóng)洞有可能在未來(lái)成為太空旅行的手段。不過(guò),馬爾達(dá)塞納和米萊金的工作也具有一些明顯的缺點(diǎn)。首先,他們強(qiáng)調(diào)可穿越蟲(chóng)洞必須使用負(fù)質(zhì)量來(lái)設(shè)計(jì),因?yàn)橐阎獩](méi)有合理的機(jī)制使其能自然形成。
盡管存在可能性(至少在理論上),但必要的時(shí)空配置需要提前出現(xiàn)。即便如此,蟲(chóng)洞所涉及的質(zhì)量和規(guī)模如此之大,以致于這項(xiàng)任務(wù)將超出我們所能預(yù)見(jiàn)的任何實(shí)用技術(shù)。其次,這些蟲(chóng)洞只有在空間為寒冷、平坦的情況下才足夠安全,而在第二類(lèi)藍(lán)道爾-桑德魯姆模型之外,情況并非如此。
最重要的是,任何進(jìn)入蟲(chóng)洞的物體都會(huì)加速,甚至無(wú)處不在的宇宙背景輻射也會(huì)帶來(lái)巨大的危險(xiǎn)。但馬爾達(dá)塞納和米萊金強(qiáng)調(diào),他們的研究是為了證明可穿越蟲(chóng)洞的存在是“廣義相對(duì)論和量子物理學(xué)之間微妙的相互作用”的結(jié)果。
簡(jiǎn)而言之,蟲(chóng)洞不太可能成為一種穿越空間的實(shí)用方式,至少還不存在任何可預(yù)見(jiàn)的方式。也許制造這種蟲(chóng)洞沒(méi)有超出卡爾達(dá)肖夫Ⅱ型或Ⅲ型文明(Ⅱ型文明為星際或恒星文明,能利用其他行星的所有能量;Ⅲ型文明為星系文明,能在自己的星系范圍內(nèi)利用所有能量),但仍只是一種猜測(cè)。即便如此,當(dāng)看到科幻小說(shuō)中重要的元素有可能成為現(xiàn)實(shí),還是相當(dāng)令人鼓舞的。
相關(guān)報(bào)道:研究人員稱(chēng)通過(guò)蟲(chóng)洞進(jìn)行時(shí)間旅行存在可能性
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)cnBeta:外媒BGR報(bào)道,科學(xué)家們稱(chēng)已經(jīng)找到了一種方法,可以將人類(lèi)送入蟲(chóng)洞,并讓他們?cè)诼猛局谢钪T摾碚摷僭O(shè)了很多關(guān)于各種物理學(xué)模型,但這些模型仍未被證明。普林斯頓大學(xué)研究人員在一篇新論文解釋稱(chēng),在某些條件下,如果特定的物理模型準(zhǔn)確的話(huà),時(shí)間旅行確實(shí)存在可能性。唯一的問(wèn)題是它需要空間中的一個(gè)蟲(chóng)洞,可以讓人類(lèi)在旅途中存活下來(lái)。
這篇研究論文涉及到了一些頗具爭(zhēng)議的數(shù)學(xué)和理論設(shè)置。它在很大程度上依賴(lài)于物理學(xué)的Randall-Sundrum模型,主要是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模型只允許微觀(guān)的蟲(chóng)洞存在,如果想進(jìn)行時(shí)間旅行,將需要一個(gè)足夠大的蟲(chóng)洞,一個(gè)人可以通過(guò)它并從另一端完整地出來(lái)。
當(dāng)涉及到這些具體的物理計(jì)算時(shí),Randall-Sundrum模型允許更多的靈活性,但修改后的Randall-Sundrum II模型更加靈活。人在通過(guò)蟲(chóng)洞的時(shí)候會(huì)受到強(qiáng)烈的重力,這是最大的障礙。
“通過(guò)使用具有U(1)規(guī)場(chǎng)的Randall-Sundrum模型,更好的蟲(chóng)洞是可能的,”研究人員解釋說(shuō)。“這種模型允許足夠大的蟲(chóng)洞,可以被人類(lèi)穿越,即在潮汐力下生存。利用它們,人們可以在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi)在我們銀河系的遙遠(yuǎn)點(diǎn)之間旅行。對(duì)于通過(guò)蟲(chóng)洞的觀(guān)測(cè)者來(lái)說(shuō),一秒鐘。而對(duì)于從外面看的人來(lái)說(shuō),則需要數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間。”