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蟲洞是什麼形狀的?它真的存在嗎?

蟲洞,簡單的兩個字實際上蘊含著宇宙中最玄妙的內容,它跨越了時間和空間,毫無疑問,它是可望而不可及的,至少目前來說是這樣。蟲洞只出現在科幻小說和電影中,現實中無法捉摸。那麼蟲洞的存在是否空穴來風呢?蟲洞真的存在嗎?如果存在,它長什麼樣呢?

實際上,有許多科學家對蟲洞進行了諸多討論,但是他們統一的一個論點是蟲洞是時空結構中的隧道,因此它是極其不穩定的。甚至可能只要一個光子從隧道里滑下來,蟲洞就會瞬間關閉。而蟲洞的形狀可能超乎我們的想象,而這個形狀恰好能夠維持蟲洞的穩定。

蟲洞

一項新的研究表明,一個穩定蟲洞的秘密比蟲洞存在更加重要。如果蟲洞足夠穩定,我們就能夠保持隧道足夠長的時間開放,唯一的問題是蟲洞必須小得不可思議。

蟲洞,如果它們存在的話,可以讓你從A點移動到非常遙遠的B點,而不必為從A點到B點的艱難旅行而煩惱。它們是一條捷徑,一個欺騙宇宙的密碼,可以帶我們短時間看到數百萬光年外的恆星?如果你有一個蟲洞把你和那顆恆星連線起來,你可以在幾分鐘內到達它。

但蟲洞並不僅僅是我們想象中的存在,它們誕生於愛因斯坦廣義相對論的數學,我們對引力工作的現代理解都包含在內。在這種理論中,物質和能量能夠彎曲和扭曲時空結構,而時空的彎曲和扭曲能夠使得物質變相移動。

因此,科學家關於蟲洞的統一理解是,蟲洞有可能扭曲時空,使其自身摺疊,在兩個原本遙遠的點之間形成一個短距離的隧道。這樣物質就可以進行時空跳躍。那麼這樣的蟲洞真的存在嗎?

答案令人驚訝。在70年代,科學家發現蟲洞是完全可能的,它在廣義相對論的框架內是允許的。但問題是:它們在形成後很快就會分崩離析。

穩定的關鍵

蟲洞之所以如此不穩定,本質上是因為它們由兩個相互接觸的黑洞組成,在它們的奇點處連線形成一個隧道。

但奇點是個密度無限的點,它們被稱為事件視界的區域所包圍,這是宇宙中的單向區域。如果你越過黑洞的視界,你永遠逃不掉。為了克服這個問題,蟲洞的入口必須在事件視界之外。這樣你就可以穿越蟲洞,而不必穿過視界。

但是一旦你進入這樣一個蟲洞,就會有太多的物質在你周圍徘徊,而你存在的引力扭曲了蟲洞隧道,導致它自身坍塌,像一條過度拉伸的橡皮筋一樣折斷,留下了兩個單獨的黑洞,它們在太空中分開,最終你也難逃厄運。

事實證明,有一種方法可以讓蟲洞入口遠離事件視界,並保持它足夠穩定,讓你可以透過。那就是需要有負質量的物質存在,負質量和正常質量一樣,但有一個負號。如果你在一個地方收集到足夠的負質量,你可以用它來開啟蟲洞。

負質量

但據我們所知,負質量物質並不存在。我們沒有證據證明它,如果它真的存在,它將違反宇宙的許多定律,比如慣性和動量守恆定律。例如,如果你踢了一個負重球,它就會向後飛。如果你把一個負質量物體放在一個正質量物體的旁邊,而不是吸引它,它們會互相排斥,立即從對方加速到無窮遠。由於負質量似乎是宇宙中的禁區,因此這樣看來,蟲洞似乎也不太可能存在於宇宙中。

但是蟲洞主要依賴於廣義相對論的數學,就像我說的,這就是我們目前對重力如何工作的理解。也就是說,我們目前對重力如何工作的理解還不完全。

我們知道廣義相對論並不能描述宇宙中所有的引力相互作用,因為當引力在小尺度上變得非常強大時(比如黑洞內部的奇點),廣義相對論就會崩潰。為了解決這些情況,我們需要求助於引力的量子理論,它將我們對亞原子粒子世界的理解與我們對引力的更大範圍的理解融為一體。我們瞭解的越多,我們就越能瞭解蟲洞的潛在可行性。

伊朗德黑蘭大學的一對理論家發表了一項關於蟲洞的新研究。他們應用了一些技術來研究量子力學如何改變廣義相對論的標準模型。他們發現,在沒有負質量物質的情況下,可穿越的蟲洞是可以被允許的,但前提是它非常小,最多比普朗克長度大30%,也就是1。61×10^35米。這幾乎無法讓物質透過。

時至今日,對於蟲洞的研究仍然只存在於理論當中,它離我們實在太過遙遠。雖然科學家的研究有限,但它確實在蟲洞的可行性上打開了一個小小的裂縫,我們可以透過進一步的研究來開啟“蟲洞”的大門,或許就在未來的某一天。