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利用虫洞回到从前:基恩·索普的思想实验

科学探索万象经验2023-05-08

爱因斯坦的方程只不过是了解物质如何影响时空曲率,以及时空曲率是如何影响物质的工具。所以,原则上我们可以想象几乎所有创造虫洞的创造性时空曲率,然后通过求解场方程来弄清楚这个时空中的物质必须如何配置才能得到理想的曲率。

因此,通过使用物质和能量的特定配置,我们可以形成所需的时空曲率:就像空间中两点的隧道或捷径。这两个点可以在空间上距离遥远,也可以在时间上距离遥远。如果可以使用这样的虫洞在太空中两个遥远点之间移动,那么看起来我们的移动速度可能会比光速还要快。

请记住,上面的图仅用于可视化的目的,三维虫洞的入口和出口是三维球体,而不是像你看到的漏斗口那样的二维环。我们经常通过二维模拟来对其进行可视化,但实际更高维度的虫洞是无法可视化的。现在的问题是,虫洞如何让你回到过去?它看起来好像只是穿越空间而不是时间。理论物理学家基普·索恩提出了一个思想实验来实现这一目标。

思想实验

但是,因为10年前实验室中的虫洞会与宇宙飞船中的虫洞同步时钟,所以即使宇航员身体在2210年,他也可以穿过虫洞到达实验室来到2201年。这是因为这两个同步的虫洞只过了一年,宇航员将能回到过去。此外,在实验室中的科学家也能穿越虫洞并在9年后着陆。同样的道理,2210年实验室中的科学家也能踏入飞船中的虫洞回到2201年。

这个概念看起来好像很不错,但虫洞在现实中真的存在吗?目前,我们还没观察到虫洞的存在,但我们观察到的黑洞可能实际是虫洞。虫洞很像黑洞,这两个物体都非常致密,有着很强的引力场。它们的主要区别在于,穿过黑洞的视界后,任何物体都无法返回;但理论上,穿过虫洞的东西可以马上回来。

在英国皇家学会月刊上发表的一篇论文中,俄罗斯天文学家提出,某些明亮星系的中心黑洞实际上可能是虫洞。他们提出,区分两者差异的方法是检测它们的光信号。他们推断,进入虫洞的物质可能会撞击到从另一个虫洞进入的物质,这将在一个巨大的球体中产生一种壮观的伽马射线环绕物体的景象,而黑洞的伽马射线则是以射流的形式喷出。

科学家们提出了一些制造虫洞的建议。例如,2020年普林斯顿大学的一篇论文指出,如果他们能找到一种叫作暗区的奇异物质,就可以在带电的情况下制造虫洞。还有其他科学家也提出,用宇宙弦连接两个带相反电荷的黑洞,以保持他们的“嘴”张开来制造虫洞。