时空旅行的终极梦想，还是一个不可能的猜想？

发布时间：2023-09-26 12:33:37 所属栏目：动态来源：

导读：如果你有机会去穿越虫洞，你会尝试吗？虫洞是理论上存在的一种时空隧道，可以让你瞬间跨越宇宙中任意两点的距离，甚至可以让你穿越到过去或未来。这听起来是不是很酷？但是在你兴奋之前，你需要知道一个重要的事实：

如果你有机会去穿越虫洞，你会尝试吗？虫洞是理论上存在的一种时空隧道，可以让你瞬间跨越宇宙中任意两点的距离，甚至可以让你穿越到过去或未来。这听起来是不是很酷？但是在你兴奋之前，你需要知道一个重要的事实：虫洞并不是随便就能穿越的。如果你不小心选错了虫洞，你可能会被压成一团碎片，或者永远无法回来。

“任何试图穿越不满足这一条件的虫洞的旅行者都会被压碎，因为隧道会塌陷，”爱沙尼亚塔尔图大学的物理学家乔昂·罗萨说。

那么，什么是引力呢？引力是一种描述物质和能量，以及空间和时间之间关系的理论。最著名的引力理论是爱因斯坦的广义相对论，它告诉我们空间和时间是一个弯曲变形的时空结构，而物质和能量则会影响这个结构的形状。根据广义相对论，我们可以用一种特殊的物质和能量的配置来建造虫洞。这种配置可以形成一个连接空间中两个遥远点的隧道——通常在虫洞研究中称为“喉”。

这个喉可以长短随意，但是更有趣的是虫洞发生在喉比两点之间的正常距离短得多的时候，使得虫洞成为一个方便的捷径。哦，还有，虫洞也可以充当时间机器，根据它们的构造，把你送到未来或过去。

这种奇异捷径的想法已经吸引了科学家和科幻作家几十年了。

“访问其他星球（甚至其他星系），可能发现外星文明，以及重新回到过去或不必等待未来，这些都是人类长期以来想象和幻想的东西，而虫洞提供了一个（相对）简单和统一的解决方案。”罗萨在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

另一个问题是他们非常不稳定。甚至只要有一个光子或光粒子进入喉部，整个虫洞就会在那束光逃离之前灾难性地崩溃。

那么，有没有办法解决这些问题呢？答案是有的，但是我们需要用一种非常奇特的成分来制造虫洞，一种具有负能量或负质量的物质形式。负质量（也称为奇异物质）正如它听起来的那样：如果某物重-10磅，则它具有负质量。科学家在宇宙中没有观察到负质量。负能量稍微容易一些，它只是指某个位置的能量相对于周围环境是负的，但这只能在微观的量子尺度上实现。

“这种物质的存在是必不可少的，因为它阻止了虫洞喉部在旅行者身上塌陷，但它也是有问题的，”罗萨解释说。“它呈现出负的平均能量密度，这是宇宙中物质的一种极其罕见的特性，只有在量子层面的非常特定的情况下才能观察到。”

但是之前所有关于超导虫洞的讨论都是基于令人眼花缭乱的广义相对论的。虽然这个引力理论在过去一个世纪中经受了每一个观测和实验的考验，但我们知道广义相对论并不是引力的最后定论。相对论无法描述黑洞的中心，宇宙的最早时刻以及它与量子物理之间的联系。

所以也许一种新的、改进的引力理论会让虫洞存在。这正是罗萨在一篇新论文中研究的内容，该论文于7月29日在线发表在预印本期刊arXiv上，这意味着该研究尚未经过该领域同行的审查。

罗萨采用了一种被称为广义混合度量-帕拉蒂尼引力的调整后的引力形式。这种引力理论是建立在广义相对论之上的，但是它允许物质和能量，以及空间和时间之间有更多的灵活性。

早期的研究发现，在这种修改后的引力理论中，可穿越的虫洞可能是可能的，但它们仍然需要在虫洞后部外部有负能量。罗萨发现，通过用双层薄壳的普通物质覆盖虫洞入口，虫洞就可以在没有任何负能量的情况下穿越。“发生的情况是，如果修改引力，那么保证虫洞可穿越性所需的这些引力效应就会自然发生，而不再需要奇异物质（具有负质量的物质）来达到这个目的。”罗萨解释说。

接下来呢？罗萨想要测试这种特定的修改后的引力理论。“这只是朝着最终目标迈出的一小步：现在必须使用实验数据和观测（例如引力波和银河和银河系中心附近恒星轨道）来测试和（希望）确认这些理论的有效性。”罗萨写道。虽然广义相对论到目前为止已经解释了所有关于引力（包括引力波和黑洞附近）的测量结果，但故事并没有结束。未来的观测可能会在那个古老理论中找到一个裂缝，如果广义混合度量-帕拉蒂尼引力更好地解释了宇宙观测结果，那么为旅行而制造的虫洞就有可能。

但问题不会就此结束。虫洞也可以充当时间机器，所以一个可行的虫洞解决方案意味着可以回到过去；当然，这也会引起各种困难的问题（比如所谓的“祖父悖论”和因果关系的问题）。确切地知道可穿越的虫洞是否存在不仅会让我们的科幻梦想成真，还会完全颠覆我们对物理学的理解。这些都是值得探讨的问题。但是，如果我们只是为了寻找一个能够实现这些想法的方法，那么我们就不会真正了解宇宙的奥秘。

（编辑：聊城站长网）

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