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创造虫洞需要什么条件?物理学家给出了“详细名单”

来源:www.jz265.com 点击:1193

北京时间8月30日消息,据国外媒体报道,在预印网站arXiv上发表的一篇论文最近指出,我们可能有办法打造一个近乎稳定的虫洞。

虫洞听起来非常吸引人。毕竟,根据常规方法,我们需要数万年才能到达另一颗恒星,但是通过虫洞,我们可以走捷径并立即到达宇宙的另一端。然而,这里存在技术问题:由于时间和空间的扭曲,可以说虫洞非常不稳定。只要你从一端放一个光子,虫洞就会以比光速更快的速度坍塌。

但是这篇新论文指出,我们只需要一些黑洞和一些无限的宇宙弦来创造一个相当稳定的虫洞。虽然这个虫洞会崩溃,但它足够慢以在信息完全崩溃之前实现信息甚至物体的传输。

虫洞问题

理论上,创建虫洞的方法非常简单。根据爱因斯坦的广义相对论,质量和能量可以扭曲时间和空间。只需通过对齐质量和能量的值,就可以在宇宙的不同部分之间形成隧道或快捷方式。

然而,即使在纸上,这些模拟的虫洞也非常不稳定。即使一个小光子穿过它,也会导致灾难性的坍塌反应,导致整个虫洞分崩离析。然而,适当的“负质量”可以抵消通过虫洞的传统材料的不稳定影响,从而允许虫洞成功地穿过。

但是,不存在负质量的物质,因此这条道路不起作用。

让我们从虫洞开始吧。虫洞需要有一个入口和一个出口。从理论上讲,我们可以将一个黑洞(无论可以逃脱它)和一个白洞(无论什么材料都可以进入)组合成一个虫洞。您可以从隧道的任何一端跳入,然后从另一端卸载。

但问题是白洞不存在,所以事情更难做。

给黑洞充电

由于白洞不存在,我们仍然需要考虑一个新的计划。幸运的是,科学家通过微妙的计算给出了一个可能的答案:充电黑洞。黑洞可以携带电荷(虽然不常见,但它们很好),这个黑洞的内部结构很棒:普通黑洞的奇点是点状的,但带电黑洞的奇点是细长的并且扭曲了。因此它可以连接到另一个带相反电荷的黑洞。通过这种方式,我们得到一个虫洞,并且可能存在所需的“材料”。

但是这种由带电黑洞形成的虫洞有两个问题。首先,它仍然不稳定。如果有什么东西,或有人试图越过它,它就会崩溃。其次,两个带相反电荷的黑洞被重力和电力吸引。一旦他们相遇,电荷就会中和,成为一个大而无用的黑洞。

拉一个“宇宙弓”

因此,我们需要确保两个带电的黑洞相距足够远,整个虫洞隧道可以自行支撑。宇宙弦可能能够实现这一点。

宇宙弦是在空间和时间纹理上存在的假设裂缝,有点像水冻结成冰时发生的裂缝。他们是大爆炸的残余。他们有非常奇怪的属性。它们的直径不超过一个光子,但只有一英寸长,它们比珠穆朗玛峰更大。它们就像激光剑,可以轻松地将你切成两半。但不要担心,因为我们不确定宇宙弦是否真的存在,我们也没有在宇宙中观察过它们。

但话说回来,没有理由不存在宇宙弦,所以我们仍然有机会。

就虫洞而言,宇宙弦也具有非常有用的特性:它们具有很大的张力。换句话说,宇宙弦不容易被挤压在一起。如果宇宙弦穿过虫洞,在两个黑洞外面,并将两段拉伸到无限长度,弦张力将阻止两个黑洞相互吸引。简而言之,宇宙弦的两端将两个黑洞拉得远远超过了拔河中的两个对手。

平滑震颤

单个宇宙弦可以解决保持虫洞两端打开的问题,但它不能防止虫洞本身坍塌。因此我们需要添加宇宙弦以使其穿过虫洞,但当它穿过虫洞的两端时,它需要返回并在两个黑洞之间的普通空间中形成一个环。一旦宇宙弦形成闭环,就会发生猛烈的振荡,这将扰乱周围的时空纹理。正确调试后,振动会将周围空间的能量转化为负能量,在虫洞中发挥负质量作用,并可能稳定虫洞。

这可能听起来很复杂,但在最近发表的论文中,理论物理学家对创建虫洞进行了“逐步描述”。当然,这种方法并不完美,因为宇宙弦本身的振动将导致弦中的能量减少,因此质量将继续下降,直至消失。一旦宇宙弦消失,虫洞将不会持续很长时间。但是这样的虫洞可能会在相当长的一段时间内保持稳定,足以让信息甚至物体完整地通过它们。

但是,我们必须首先找到一些宇宙弦。