什么叫虫洞?虫洞有什么作用

什么叫虫洞?虫洞有什么作用
什么叫虫洞?虫洞有什么作用

什么叫虫洞?虫洞有什么作用
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”是连接宇宙遥远区域间的时空细管.它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. 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. 旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来.这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞. 最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的.贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率.当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦.虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的. 物理学家一直认为,虫洞的引力过大,会毁灭所有进入它的东西,因此不可能用在宇宙旅行之上 .但是,假设宇宙中有虫洞这种物质存在,那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端（入口）,那你就会于12：00从虫洞的另一端（出口）出来. 黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”. 虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道. 虫洞有几种说法 一是空间的隧道,就像一个球,你要沿球面走就远了但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径 二是黑洞与白洞的联系 三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看电影,却无法改变发生的事情,因为时间是线行的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序 到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞.细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷.如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂.特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点.结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来.这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞. 白洞有可能离黑洞十分远；实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接.一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙.或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行.总的来说,它们听起来很酷. 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事.首先,虫洞几乎可以肯定不存在.正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在.特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成（包括我们认为存在的所有黑洞）并不会形成虫洞.如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来.你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方. 还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的.即使是很小的扰动（包括你尝试穿过它的扰动）都会导致它坍塌. 后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的.贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率.当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦.虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的. 在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索.包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果.我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代. 虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候.他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的.在这种情况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的.在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的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,叫史瓦西喉,也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感到好奇. 我们先来看一个虫洞的经典作用：连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将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（即爱因斯坦——罗森桥）被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去. 当然,前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路,但是虫洞的作用远不只如此.