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王者星際爭(zhēng)霸

第六十一章 蟲(chóng)洞風(fēng)險(xiǎn)

王者星際爭(zhēng)霸 瘋狂莎翁 1894 2018-10-10 22:15:20

  星際戰(zhàn)艦科學(xué)大廳已經(jīng)坐滿了人,響著一片嗡嗡的說(shuō)話聲。

  天佑沿著通道向前走,無(wú)意中聽(tīng)到一點(diǎn)他們之間的對(duì)話,他們的英語(yǔ)都很地道,卻搞不清楚國(guó)籍。

  地球杰出物理學(xué)家愛(ài)因斯坦-羅森橋入口的特性與史瓦西黑洞(Schwarzschild black hole)的描述恰好相符:一個(gè)由物質(zhì)組成的球體,密度大到連光也無(wú)法從它的引力場(chǎng)中逃逸。

  天文學(xué)家認(rèn)定黑洞是存在的,認(rèn)為大質(zhì)量恒星核心坍縮之后就會(huì)形成它們,所以黑洞可以同時(shí)是蟲(chóng)洞,亦即星際旅行之門嗎?

  數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō),可能可以——但是沒(méi)人能活著完成這次星際旅行。

  在史瓦西模型中,黑洞的核心是一個(gè)奇點(diǎn),一個(gè)具有無(wú)限大密度的、中性的、靜止的球體。

  如果計(jì)算了如果三維空間中兩個(gè)相距遙遠(yuǎn)奇點(diǎn)跨越更高維度相連會(huì)發(fā)生什么——形象一點(diǎn)兒說(shuō),就是兩個(gè)史瓦西黑洞通過(guò)隧道相連。

  這樣的蟲(chóng)洞天生就不穩(wěn)定,這樣的隧道可以形成,但是很快就會(huì)收縮“夾止”(即從中收縮斷開(kāi)),重新形成兩個(gè)獨(dú)立的奇點(diǎn)。

  這個(gè)過(guò)程非常快,隧道從形成到斷開(kāi)的時(shí)間如此之短,以至于連光都來(lái)不及從中穿過(guò)。

  而且如果宇航員想要從中通過(guò)的話,必然會(huì)遇到其中的一個(gè)奇點(diǎn)——

  這是件必死無(wú)疑的事情,因?yàn)槠纥c(diǎn)巨大的引力會(huì)將任何一個(gè)試圖靠近的人撕得粉碎。

  索恩也在這部電影的配套書(shū)籍《星際穿越中的科學(xué)》中寫道:

  “任何試圖穿越(蟲(chóng)洞)的人或物都會(huì)在夾止過(guò)程中被毀滅。”

  如果黑洞轉(zhuǎn)起來(lái),形成一個(gè)克爾黑洞呢?

  當(dāng)然我們還有選擇的余地:廣義相對(duì)論認(rèn)為還有可能存在著一種轉(zhuǎn)動(dòng)著的克爾黑洞(Kerr black hole)。

  與史瓦西黑洞中的球體不同,克爾黑洞中的奇點(diǎn)是一個(gè)環(huán)。

  有一些模型認(rèn)為,人可以舒服地從這個(gè)環(huán)的中間通過(guò),就像籃球通過(guò)籃筐那樣。

  但是索恩對(duì)此觀點(diǎn)有諸多異議。在他發(fā)表的一篇關(guān)于穿越蟲(chóng)洞的論文中,他提出克爾黑洞的喉部具有一個(gè)非常不穩(wěn)定的區(qū)域,叫做柯西視界(Cauchy horizon)。

  數(shù)學(xué)告訴我們,任何物質(zhì),包括光,試圖通過(guò)這一視界的時(shí)候,這個(gè)通道都會(huì)坍縮,而且即使通過(guò)什么特殊的途徑使得這個(gè)蟲(chóng)洞穩(wěn)定下來(lái),量子理論告訴我們蟲(chóng)洞里也將充滿各種高能粒子。

  涉足克爾黑洞,你會(huì)被炸得像薯片一樣脆。

  如果再加入一些量子理論呢?

  現(xiàn)在的關(guān)鍵是,經(jīng)典引力理論尚未與量子理論完美結(jié)合——雖然有很多研究人員試圖搞定它,但是用數(shù)學(xué)來(lái)表示量子世界依然很難實(shí)現(xiàn)。

  不過(guò)在一方面,普林斯頓大學(xué)的胡安·馬爾達(dá)西那(Juan Maldacena)和斯坦福大學(xué)的倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)認(rèn)為,蟲(chóng)洞可能是量子糾纏態(tài)的物理表現(xiàn)——這種狀態(tài)下的物體不論距離多遠(yuǎn)都是相互關(guān)聯(lián)的。

  愛(ài)因斯坦曾譏諷量子糾纏為“鬼魅般的超距作用”。

  并拒絕接受這一理念,但是很多實(shí)驗(yàn)告訴我們量子糾纏是真實(shí)存在的——這一現(xiàn)象甚至在商業(yè)上都得以應(yīng)用,例如在銀行交易時(shí)用以保護(hù)在線傳輸?shù)陌踩浴?p>  根據(jù)馬爾達(dá)西那和薩斯坎德的理論,大量的糾纏態(tài)變化會(huì)改變時(shí)空的幾何形態(tài),以糾纏態(tài)黑洞的形式形成蟲(chóng)洞,但是這個(gè)版本的蟲(chóng)洞并不會(huì)使星際穿越之門。

  “這些蟲(chóng)洞并不能讓你超光速航行,”

  馬爾達(dá)西那表示,“但是它可以讓你與蟲(chóng)洞里的人見(jiàn)面,當(dāng)然得提前警告你們,兩邊的人會(huì)同時(shí)死于引力奇點(diǎn)的作用。”

  人能活著穿越蟲(chóng)洞嗎?

  花朵狀的永恒號(hào)太空船正在接近蟲(chóng)洞

  除了黑洞,我們還有其他的選擇嗎?

  所以,黑洞是個(gè)大問(wèn)題。

  那,蟲(chóng)洞可能是什么?哈佛-史密森尼天體物理中心的阿維·勒布表示其實(shí)要形成一個(gè)蟲(chóng)洞的話。

  我們還有很多可能性:“因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)理論可以很好地將廣義相對(duì)論與量子理論統(tǒng)一起來(lái),所以我們還不知道能夠形成蟲(chóng)洞的時(shí)空結(jié)構(gòu)都有哪些可能性。

  還有一個(gè)問(wèn)題。索恩在工作中發(fā)現(xiàn),符合廣義相對(duì)論的任何類型蟲(chóng)洞都會(huì)坍縮,除非它是由具有負(fù)能量的“奇異物質(zhì)”支撐著的。

  他認(rèn)為我們有證據(jù)表明奇異物質(zhì)的存在,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)表明真空中的量子漲落似乎會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓。

  就像兩面緊靠著的鏡子一樣。勒布還表示,我們觀察到的暗能量可能進(jìn)一步暗示著宇宙中奇異物質(zhì)存在的可能性。

  “縱觀宇宙近代史,不難發(fā)現(xiàn)河外星系都在遠(yuǎn)離我們而去,而且速度越來(lái)越快,就像是受到了反重力的作用一樣,”

  勒布表示,“如果我們認(rèn)為宇宙中充滿具有負(fù)壓力的物質(zhì),就可以解釋宇宙的加速擴(kuò)張……就像是我們制造一個(gè)蟲(chóng)洞所需要的那種一樣。”

  當(dāng)然,這兩位科學(xué)家都認(rèn)為,自然形成一個(gè)蟲(chóng)洞需要的奇異物質(zhì)太多了,而且只有高度發(fā)達(dá)的文明才有可能收集足夠的奇異物質(zhì),來(lái)維持蟲(chóng)洞的穩(wěn)定。

  當(dāng)然其他的物理學(xué)家并不太相信這一觀點(diǎn)。

  “我認(rèn)為一個(gè)穩(wěn)定的,可以穿行的蟲(chóng)洞的存在會(huì)讓人十分困擾,因?yàn)檫@與已知的物理學(xué)定律相違背。”慕容曉曉有些失望的低頭不再言語(yǔ)。

  宇宙戰(zhàn)艦物理研究所的薩賓·霍森菲爾德對(duì)此次蟲(chóng)洞穿越的可行性更加懷疑:“我們目前沒(méi)有任何證據(jù)表明它(奇異物質(zhì))存在。實(shí)際上很多人都認(rèn)為它不可能存在,因?yàn)槟菢拥脑捳婵站蜁?huì)不穩(wěn)定。”

  即使奇異物質(zhì)存在,想要漂亮地穿越蟲(chóng)洞,可能也不是那么容易的事情。

  實(shí)際的效果可能取決于蟲(chóng)洞周圍的時(shí)空曲率,以及蟲(chóng)洞中的能量密度。

  霍森菲爾德表示:“這里發(fā)生的情況可能和在黑洞里發(fā)生的差不太多:潮汐力太大,會(huì)將試圖穿越的人撕碎。”

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