關(guān)于蟲洞的物理知識

　　蟲洞(Wormhole),又稱愛因斯坦-羅森橋,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。你知道蟲洞的物理相關(guān)知識嗎?接下來學(xué)習(xí)啦小編為你整理了蟲洞的物理知識，一起來看看吧。

　　蟲洞的概念

　　最初產(chǎn)生于對史瓦西解的研究中。物理學(xué)家在分析白洞解的時候，通過一個阿爾伯特・愛因斯坦的思想實驗，發(fā)現(xiàn)宇宙時空自身可以不是平坦的。在不平坦的宇宙時空中，這種結(jié)構(gòu)就意味著黑洞視界內(nèi)的部分會與宇宙的另一個部分相結(jié)合。

　　蟲洞連接黑洞和白洞，在黑洞與白洞之間傳送物質(zhì)。在這里，蟲洞成為一個阿爾伯特·愛因斯坦—羅森橋，物質(zhì)在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子，然后通過這個蟲洞(即阿爾伯特?愛因斯坦—羅森橋)被傳送到白洞并且被輻射出去。

　　物理學(xué)家一直認(rèn)為，蟲洞的引力過大，會毀滅所有進(jìn)入它的東西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假設(shè)宇宙中有蟲洞這種物質(zhì)存在，那么就可以有一種說法：如果你于12：00站在蟲洞的一端(入口)，那你就會于12：00從蟲洞的另一端(出口)出來。

　　蟲洞的原理

　　早在19世紀(jì)50年代，已有科學(xué)家對“蟲洞”作過研究，由于當(dāng)時歷史條件所限，一些物理學(xué)家認(rèn)為，理論上也許可以使用“蟲洞”，但“蟲洞”引力過大，會毀滅所有進(jìn)入的東西，因此不可能用在宇宙航行上。

　　“瞬間移動”的可能，如同超時空轉(zhuǎn)換。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的研究發(fā)現(xiàn)，“蟲洞”的超強(qiáng)力場可以通過“負(fù)能量”來中和，達(dá)到穩(wěn)定“蟲洞”能量場的作用?？茖W(xué)家認(rèn)為，相對于產(chǎn)生能量的“正物質(zhì)”，“反物質(zhì)”也擁有“負(fù)質(zhì)量”，可以吸去周圍所有能量。

　　像“蟲洞”一樣，“負(fù)質(zhì)量”也曾被認(rèn)為只存在于理論之中。不過，當(dāng)前世界上的許多實驗室已經(jīng)成功地證明了“負(fù)質(zhì)量”能存在于現(xiàn)實世界，并且通過航天器在太空中捕捉到了微量的“負(fù)質(zhì)量”。

　　據(jù)科學(xué)家猜測，宇宙中充斥著數(shù)以百萬計的“蟲洞”，但很少有直徑超過10萬公里的，而這個寬度正是太空飛船安全航行的最低要求。“負(fù)質(zhì)量”的發(fā)現(xiàn)為利用“蟲洞”創(chuàng)造了新的契機(jī)，可以使用它去擴(kuò)大和穩(wěn)定細(xì)小的“蟲洞”。

　　科學(xué)家指出，如果把“負(fù)質(zhì)量”傳送到“蟲洞”中，把“蟲洞”打開，并強(qiáng)化它的結(jié)構(gòu)，使其穩(wěn)定，就可以使太空飛船通過。

　　而然，蟲洞只能回到過去。所謂的“瞬間移動”，其實就是利用蟲洞兩點之間的時間差。打個比方說，A點的時間比B點快;而兩點的時間就是水，水只會從高處流到低處;而因為A點的時間比較快，因此A點可以通過蟲洞去B點，因為其中的時間差，所以到達(dá)B點時，人會感覺到好像沒有用上多少的時間;同時地，B點無法通過蟲洞到達(dá)A點，因為時間的排擠--中間的時間差，造成了時間斷層。至于為什么A點出發(fā)則沒有斷層--還是因為時間差。當(dāng)從A點出發(fā)時，時間是X點;而到達(dá)B點時，B點的時間才剛剛是X點，時間可以被完全地銜接起來。而唯一從較慢的時間點前往較快的時間點，只能利用光速。

　　蟲洞相關(guān)理論

　　一是空間中的隧道，它就像一個球體，你要是沿球面走就遠(yuǎn)了。但如果你走的是球里的一條直徑就近了，蟲洞就是直徑!

　　二是黑洞與白洞的聯(lián)系。黑洞可以產(chǎn)生一個勢阱，白洞則可以產(chǎn)生一個反勢阱。宇宙是三維的，將勢阱看作第四維，那么蟲洞就是連接勢阱和反勢阱的第五維。假如畫出宇宙、勢阱、反勢阱和蟲洞的圖像，它就像一個克萊因瓶——瓶口是黑洞，瓶身和瓶頸的交界處是白洞，瓶頸是蟲洞!

　　三是你說的時間隧道，根據(jù)愛因斯坦所說的你可以進(jìn)行時間旅行，但你只能看，就像看電影，卻無法改變發(fā)生的事情，因為時間是線性的，事件就是一個個珠子已經(jīng)穿好，你無法改變珠子也無法調(diào)動順序!

　　四是周圍以固定方式受力，造成的巨大推力造成的受力空間搬運。比如一段真空在水中，以某種形狀突然受到水的填補(bǔ)，巨大的水壓所造成的壓力將其中的東西推出所形成的現(xiàn)象?；蛟S這是可以通過借用自然中所擁有的力所可以實現(xiàn)的，就可借水流之力發(fā)電一樣，不過是再拐個彎。

　　我們討論的都是普通“完美”黑洞。細(xì)節(jié)上，我們討論的黑洞都不旋轉(zhuǎn)也沒有電荷。如果我們考慮黑洞旋轉(zhuǎn)同時/或者帶有電荷，事情會變的更復(fù)雜。特別的是，你有可能跳進(jìn)這樣的黑洞而不撞到奇點。結(jié)果是，旋轉(zhuǎn)的或帶有電荷的黑洞內(nèi)部連接一個相應(yīng)的白洞，你可以跳進(jìn)黑洞而從白洞中跳出來。這樣的黑洞和白洞的組合叫做蟲洞!

　　白洞有可能離黑洞十分遠(yuǎn);實際上它甚至有可能在一個“不同的宇宙”--那就是，一個時空區(qū)域，除了蟲洞本身，完全和我們在的區(qū)域沒有連接。一個位置方便的蟲洞會給我們一個方便和快捷的方法去旅行很長一段距離，甚至旅行到另一個宇宙。或許蟲洞的出口停在過去，這樣你可以通過它而逆著時間旅行?？偟膩碚f，它們聽起來很酷。

　　但在你認(rèn)定那個理論正確而打算去尋找它們之前，你應(yīng)該知道兩件事。首先，蟲洞幾乎不存在。正如我們上面我們說到白洞時，只因為它們是方程組有效的數(shù)學(xué)解并不表明它們在自然中存在。特別的，當(dāng)黑洞由普通物質(zhì)坍塌形成(包括我們認(rèn)為存在的所有黑洞)并不會形成蟲洞。如果你掉進(jìn)其中的一個，你并不會從什么地方跳出來。你會撞到奇點，那是你唯一可去的地方!

　　還有，即使形成了一個蟲洞，它也被認(rèn)為是不穩(wěn)定的。即使是很小的擾動(包括你嘗試穿過它的擾動)都會導(dǎo)致它坍塌。

　　在史瓦西發(fā)現(xiàn)了史瓦西黑洞以后，理論物理學(xué)家們對愛因斯坦常方程的史瓦西解進(jìn)行了幾乎半個世紀(jì)的探索。包括上面說過的克爾解、雷斯勒——諾斯特朗姆解以及后來的紐曼解，都是圍繞史瓦西的解研究出來的成果。我在這里將介紹給大家的蟲洞，也是史瓦西的后代。

　　當(dāng)物理學(xué)家們想到了白洞的時候，蟲洞第一次在史瓦西解中出現(xiàn)。物理學(xué)家們通過一個愛因斯坦的思想實驗，發(fā)現(xiàn)時空可以是彎曲的。在這種情況下，我們會十分驚奇的發(fā)現(xiàn)，如果恒星形成了黑洞，那么時空在史瓦西半徑，也就是視界的地方是與原來的時空完全垂直的。

　　自從在史瓦西解中發(fā)現(xiàn)了蟲洞，物理學(xué)家們就開始對蟲洞的性質(zhì)感到好奇!

　　我們先來看一個蟲洞的經(jīng)典作用：連接黑洞和白洞，成為一個愛因斯坦——羅森橋，將物質(zhì)在黑洞的奇點處被完全瓦解為基本粒子，然后通過這個蟲洞(即愛因斯坦——羅森橋)被傳送到這個白洞的所在，并且被輻射出去。

　　蟲洞沒有視界，它有的僅僅是一個和外界的分解面。蟲洞通過這個分解面和超空間連接，但是在這里時空曲率不是無限大。就好比在一個在平面中一條曲線和另一條曲線相切，在蟲洞的問題中，它就好比是一個四維管道和一個三維的空間相切，在這里時空曲率不是無限大。因而我們可以安全地通過蟲洞，而不被巨大的引力所摧毀。

　　天體物理學(xué)家認(rèn)為蟲洞是一種天然的時間機(jī)器，維持蟲洞的開放可以使回到過去或者進(jìn)入未來，當(dāng)然還沒證據(jù)顯示宇宙中存在“宏觀蟲洞，

　　天體物理學(xué)家稱蟲洞可能是一種天然的時間機(jī)器，雖然超越蟲洞的行為從沒有出現(xiàn)過，而且蟲洞本身是否真實存在也沒有直接證據(jù)證實，只是根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言對這一奇特的時空進(jìn)行研究。

　　天體物理學(xué)家埃里克·戴維斯認(rèn)為如果能維持一個蟲洞的連續(xù)開放，就可以回到過去或者進(jìn)入未來世界，但是蟲洞在哪兒?還沒有發(fā)現(xiàn)蟲洞在現(xiàn)實宇宙中存在的證據(jù)。

　　奇異外來物質(zhì)對其知之甚少其中將涉及到量子理論，因此在研究蟲洞之前，必須在蟲洞關(guān)閉之前完成時間旅行。