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艺术家对通过虫洞旅行的描绘。
每个人都想要一个虫洞。
因为谁愿意花上数万年的时间,在漫长而缓慢的宇宙旅途中到达另一颗无聊的恒星呢?
有一天当你可以突然进入最近的虫洞,走一小段路,最后来到宇宙中某个遥远的异国他乡时,就不是这样了。
不过在此之前,还有一个小的技术难题:虫洞在时空中弯曲得非常厉害,以至于形成了一条捷径隧道,但它极不稳定,容易造成了灾难性的后果。一旦你往洞里发射一个光子,它就会以比光速还快的速度坍塌。
但是最近在7月29日发表的预印本杂志arXiv上的一篇论文,找到了一种方法来建造一个几乎稳定的虫洞,这个虫洞确实会坍塌,但速度足够慢,可以在它撕裂之前将信息——甚至可能是东西——向下发送。所需要的只是几个黑洞和一些无限长的宇宙弦。
非常简单。
虫洞的问题
原则上,构建虫洞非常简单。根据爱因斯坦的广义相对论,质量和能量扭曲了时空结构。而物质和能量的某种特殊结构允许隧道的形成,这是宇宙中两个原本遥远的部分之间的捷径。
不幸的是,即使在纸上,这些虫洞也是非常不稳定的。即使一个光子穿过虫洞,也会引发灾难性的级联,将虫洞撕裂。然而负重量相反——可以抵消常规物质试图通过虫洞的破坏稳定的影响,使其可穿越。
好的,负质量的物质不存在,所以我们需要一个新的计划。
让我们从虫洞本身开始。我们需要一个入口和一个出口。从理论上讲,把一个黑洞(一个没有东西可以逃脱的空间区域)和一个白洞(一个没有东西可以进入的理论空间区域)连接起来是可能的。当这两个奇怪的生物结合在一起,他们形成了一个全新的东西:虫洞。所以你可以跳进这条隧道的任何一端,而不被碾碎或被遗忘,并能无害地从另一端跳了出去。
哦,但是白洞也不存在。伙计,这有点棘手了。
充电
既然白洞不存在,我们需要一个新的计划。幸运的是,一些聪明的数学揭示了一个可能的答案:带电黑洞。黑洞可以携带电荷(这并不常见,因为它们是自然形成的,但我们会接受我们能得到的)。带电黑洞的内部是一个奇怪的地方,正常情况下,黑洞的点状奇点会被拉伸和扭曲,从而形成通向另一个带电黑洞的桥梁。
一个虫洞
但是这个虫洞——通过充电的黑洞有两个问题。第一,它仍然不稳定,如果有人或某物试图使用它,它就会崩溃。另一种观点是,两个相反带电的黑洞会相互吸引——通过引力和电场——如果它们一起下落,你就会得到一个单独的、大的、中性带电的、完全无用的黑洞。
艺术家对虫洞的描绘。
给它打个宇宙之弓
因此,为了使这一切顺利进行,我们需要确保两个带电黑洞安全地远离彼此,并确保虫洞的隧道能够保持自身打开。一个潜在的解决方案:宇宙弦。
宇宙弦是一种理论缺陷,类似于时空结构中水结冰时形成的裂缝。这些宇宙残余物形成于宇宙大爆炸后最初几分之一秒的早期。它们确实是奇异的物体,宽度不超过一个质子,但长度只有一英寸,超过珠穆朗玛峰。你自己永远也不会想遇到它们,因为它们会像宇宙光剑一样把你切成两半,但你不用太担心,因为我们甚至不确定它们是否存在,而且我们从来没有在宇宙中见过它们。
尽管如此,他们没有理由不存在。
当谈到虫洞时,它们还有另一个非常有用的特性:巨大的张力。换句话说,如果线程宇宙弦的虫洞,并允许字符串传递的外边缘黑洞和两端的延伸到无穷,然后绳子的张力可以防止带电黑洞被彼此吸引,拿着虫洞的两端彼此远离。从本质上讲,宇宙弦的两端就像两支对立的拔河队伍,把黑洞挡在身后。
平息震颤
一根宇宙弦解决了其中一个问题(保持两端打开),但如果你真的要使用它,它并不能阻止虫洞本身的坍塌。所以,让我们抛入另一根宇宙弦,也穿过虫洞,但也让它在两个黑洞之间的正常空间中循环。
当宇宙弦被封闭在一个循环中,他们摆动——很多。这些振动搅动周围时空的织物,当调谐刚好振动可引起邻近区域的空间去消极的能量,有效地像负质量在虫洞中,潜在的稳定。
这看起来有点复杂,但在最近的论文中,一个理论物理学家团队给出了构建这样一个虫洞的一步一步的指导。这并不是一个完美的解决方案:最终,宇宙弦的固有振动——也就是保持虫洞打开的振动——将能量和质量从弦上拉离,使弦变得越来越小。从本质上说,随着时间的推移,宇宙弦扭动着自己进入遗忘状态,虫洞就在不远处完全坍塌。但这个拼凑在一起的虫洞可能会保持足够长的稳定时间,让信息甚至物体沿着隧道向下移动,并且不会死亡。
但首先我们需要找到一些宇宙弦。
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原文地址:今日头条 |
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