作者:Nola Taylor Redd
時空“折疊”模型展示了蟲洞橋是如何通過一個孔道或者細(xì)管連接至少兩個出口而形成的。
蟲洞是理論上存在于宇宙中可連接時空的隧道,通過這條隧道可為長距離宇宙航行創(chuàng)造捷徑。蟲洞是由廣義相對論推斷出的。但是請注意:蟲洞可能伴隨著突然坍塌、高輻射和連接到奇異物質(zhì)的潛在危險。
蟲洞理論
1935年,科學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦和納森·羅森通過廣義相對論預(yù)測出宇宙中可能存在連接時空的“橋”。這些愛因斯坦-羅森橋或者蟲洞通過連接兩個不同的時空點,理論上可能創(chuàng)造出一條減少時空旅行時間或者減短其距離的捷徑。
蟲洞通過一條細(xì)管連接兩個出口。這些出口極為可能為球狀。而連接兩個出口的孔道可能為直道,但也可能是螺旋狀的,這就比傳統(tǒng)宇宙航線距離更長。
愛因斯坦的廣義相對論理論上預(yù)測了蟲洞的存在,然而目前為止其存在性尚未確認(rèn)。負(fù)質(zhì)量蟲洞的重力可能使光發(fā)生逆轉(zhuǎn),成為發(fā)現(xiàn)蟲洞的信號。
廣義相對論的某些解認(rèn)為蟲洞的兩個開口各存在一個黑洞。然而由將死恒星坍塌而自然形成的黑洞并不能自主產(chǎn)生蟲洞。
穿過黑洞
科幻片充斥著各種通過蟲洞進行時空旅行的橋段。但是現(xiàn)實中這類旅行要困難的多,而且并不只是因為我們還未觀測到一個蟲洞。
首要問題就是蟲洞的大小。據(jù)預(yù)測,原生蟲洞的直徑為微觀水平,大約為10-33厘米。然而隨著宇宙膨脹,某些蟲洞的尺寸可能已被擴大。
另一個問題則是其穩(wěn)定性。由于蟲洞坍塌的太迅速,預(yù)測的愛因斯坦-羅森蟲洞可能無法使用。但是最近很多研究發(fā)現(xiàn)蟲洞中包含的“奇異”物質(zhì)可以使蟲洞保持張開狀態(tài),并穩(wěn)定較長時間。
奇異物質(zhì)與暗物質(zhì)或反物質(zhì)不同,它包含負(fù)能量密度和極大負(fù)壓。這種物質(zhì)只在量子場論的某些真空狀態(tài)下才會被觀測到。
如果一個蟲洞包含有足夠的奇異物質(zhì),那么無論這一蟲洞是自然產(chǎn)生還是人工合成, 理論上都可以被當(dāng)做發(fā)射信息或發(fā)送時空旅行者的媒介。
蟲洞連接的可能并不只是宇宙中的兩個不同區(qū)域,也可能連接兩個不同的宇宙。 類似地,一些科學(xué)家推測如果蟲洞的一端按某種特定的方式移動的話,就可以被用作時間旅行。然而,英國宇宙學(xué)家史蒂芬·霍金卻認(rèn)為這種想法是不可行的。
雖然在蟲洞中添加奇異物質(zhì)有可能使蟲洞通道保持穩(wěn)定,并使時空旅行者安全地通過,但是也有可能附加的普通物質(zhì)足以使蟲洞通道搖擺不定。
即使我們發(fā)現(xiàn)了蟲洞,目前的技術(shù)也還不足以擴大蟲洞或者使其穩(wěn)定。不過,科學(xué)家們?nèi)宰巫尾痪氲靥剿魍ㄟ^蟲洞進行時空旅行的方法,希望有朝一日,科技能讓他們美夢成真。
——選自 SPACE.com 撰稿人:諾拉·泰勒·雷德