愛因斯坦-羅森橋
在廣義相對論場方程的計(jì)算中會(huì)出現(xiàn)奇點(diǎn)，但愛因斯坦很不喜歡奇點(diǎn)，在中年以后還希望用坐標(biāo)變換的方式去掉奇點(diǎn)。這項(xiàng)工作是愛因斯坦和羅森一起完成的，從圖形上看，確實(shí)奇點(diǎn)消失了，變成了負(fù)無窮到正無窮的“橋梁”。
但這僅僅是數(shù)學(xué)處理上的技巧，愛因斯坦本意是想借此描述粒子物理。由于粒子物理的基本理論還沒建立，所以當(dāng)時(shí)即便是再厲害的角色也沒法統(tǒng)一引力和粒子。
這項(xiàng)工作引起了很多人的興趣，比如研究能否穿越時(shí)空呢？實(shí)際上是不能完成穿越時(shí)空的動(dòng)作的，物質(zhì)掉入愛因斯坦-羅森橋后會(huì)和掉入黑洞的效果差不多。
蟲洞的第一次提出：尺寸非常小
約翰·惠勒是第一個(gè)提出蟲洞概念的，惠勒也是第一個(gè)提出黑洞的人。這個(gè)人對“洞”很有感覺?；堇盏谝淮蚊枋龅南x洞只有普朗克尺度大小。在這個(gè)尺寸下，空間的拓?fù)鋾?huì)發(fā)生變化。
普朗克尺度是10^(-34)米的尺寸，實(shí)際物理測量中只有測到10^(-14)m，物理理論可以描述的尺寸也到不了這么小。
空間的拓?fù)涫且粋€(gè)幾何概念，機(jī)箱和籃球是拓?fù)涞葍r(jià)的，但是和帶把的杯子就不等價(jià)，因?yàn)楸佣嗔艘粋€(gè)孔。在普朗克尺度下的時(shí)空拓?fù)涓淖儾]有理論描述，也沒有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并且因?yàn)槌叽缣∫矡o法完成物體的時(shí)空穿越。
可穿越蟲洞的現(xiàn)實(shí)意義
索恩的蟲洞確實(shí)不符合物理現(xiàn)實(shí)，違反了所有場方程的能量條件，只有負(fù)能量物質(zhì)出現(xiàn)才可以存在。負(fù)能量物質(zhì)的意思是比空無一物的真空物質(zhì)還少，這個(gè)說法不但物理上不現(xiàn)實(shí)，語法上都不正確。
但卡西米爾效應(yīng)后來證實(shí)了確實(shí)存在負(fù)能量物質(zhì)，但是非常弱。
索恩的研究生，同時(shí)后來也是霍金的研究生佩奇看到了索恩的蟲洞后就發(fā)現(xiàn)，利用霍金的全局方法處理索恩的蟲洞就能得到更好的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果和度規(guī)的選擇無關(guān)。最終得到結(jié)論：宇宙中不存在這樣的蟲洞，除非有負(fù)能量物質(zhì)。
要穿越時(shí)空，需要大量負(fù)能量物質(zhì)
要撐開1cm直徑的蟲洞，需要地球質(zhì)量的負(fù)能量，要撐開1公里直徑的蟲洞需要一個(gè)太陽質(zhì)量的負(fù)能量物質(zhì)。超撐開1光年直徑的蟲洞，需要的負(fù)能物質(zhì)的總量是銀河系所有發(fā)光物質(zhì)的100倍才行。
因?yàn)槲镔|(zhì)接近負(fù)能量物質(zhì)時(shí)會(huì)被撕裂，所以要穿越時(shí)空，必須要求負(fù)能量物質(zhì)組成的蟲洞足夠大，半徑為1光年的蟲洞才能保證原子不撕裂。
什么叫負(fù)能量物質(zhì)呢？在物理中能量的零點(diǎn)是用真空來定義的，相對于真空，任何其他狀態(tài)都具有正能量，物質(zhì)越多，能量就越高，物質(zhì)越少能量就越低，所以負(fù)能量作為比真空零點(diǎn)能還低的能量，就意味著比空無一物的真空具有的物質(zhì)更少。
因?yàn)橄x洞物質(zhì)都是負(fù)能量的，所以物質(zhì)接近的時(shí)候會(huì)被往外膨脹、撕扯。像1公里直徑的蟲洞撕扯物質(zhì)的力量撕人那就太簡單了，連原子都無法維持現(xiàn)狀，經(jīng)過大致估算，只有蟲洞半徑至少大約一光年，原子才能不被破壞，但這也僅僅是原子不被破壞，我們煉鋼、燒鍋爐、引爆炸彈，這些雖然足可以把人殺死，但也不會(huì)破壞原子的。所以如果真要說人不被撕碎的蟲洞，估計(jì)蟲洞的半徑至少100光年了，那需要的負(fù)能物質(zhì)就更多到?jīng)]邊了。
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