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讨论:宇宙中是否存在虫洞?

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online_admin 发表于 2013-6-2 13:53:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
  虫洞,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。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。截至2013年其存在性尚未确认。

    简单地说,“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞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。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,所以也叫"灰道"。

虫洞的来源:

    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。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅,这里不再赘述。

    总之,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。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。

    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。

    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,几乎可以说是和黑洞同时的。

虫洞有几种说法:

    一是空间中的隧道,它就像一个球体,你要是沿球面走就远了。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。黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈的交界处是白洞,瓶颈是虫洞!

    三是时间隧道,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,因为时间是线性的,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!



chernsimons:

    虫洞是时空的一种特别的结构,它连接两个渐进平坦区域,其拓扑是高度非平庸的.

    广义相对论的爱因斯坦场方程确实是允许这样的解存在,今天人们已经在很多体系中构造出了这样的虫洞解,相关的论文大约有500篇,其中较重要的是1988年 K. Thorne等人的文章 Time Machines, and the Weak Energy Condition, Physical Review, 61, 13, September 1988, pp. 1446 - 1449

    虫洞解有一个共同的问题,那就是会破坏弱能量条件,可以这样理解:构造虫洞需要能量密度为负的物质.这种物质在粒子物理标准模型中并不存在.

    在宇宙学中有很多人为了解释宇宙的加速膨胀而引入了一种叫做phantom 的物质,这种物质的能量/压强比值比较特殊,除了能解释宇宙的加速膨胀,也能用来构造虫洞和时间机器。phantom物质可以从超引力理论,弦理论,膜世界理论,高阶引力理论等理论中构造出来。

fkcf1234:

    虫洞最终会消失,所以,我认为虫洞犹如地球上的漩涡一样,当海洋上的漩涡出现,总会卷走一些东西,这好比龙卷风,进去了,就出不来了,出来也是伤痕累累。虫洞出现,但最终也是会消失。
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