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虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

新博平台娱乐爱因斯坦提出的虫洞理论到底是什么,虫洞的里面会有什么?

虫洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种奇异宇宙现象,虫洞不是一种天体实体,而是一个理想中的时空洞。

新博平台娱乐广义相对论是关于引力场的理论,爱因斯坦的引力场方程是里面最重要的部分,这个引力场方程表述为:

爱因斯坦场方程: R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv (Rμν-(1/2)gμνR=8GπTμν/(c*c*c*c) -gμν)

新博平台娱乐说明:这是一个二阶张量方程,R_uv为里契张量表示了空间的弯曲状况。T_uv为能量-动量张量,表示了物质分布和运动状况。g_uv为度规,κ为系数,可由低速的牛顿理论来确定。”_”后字母为下标,”^”后字母为上标。

根据这个方程,人们从中引申出了很多解,比如史瓦西真空解,由此得出了宇宙存在黑洞的预言,同样根据这个史瓦西解还得出了白洞、虫洞的预言。根据爱因斯坦引力场方程,还得出了时空弯曲、引力透镜、引力波等预言,这些预言都被后来的观测发现一一证实了。

虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

新博平台娱乐现在黑洞已经证实,“白洞和“虫洞”的预言尚没有证实。

虫洞又叫爱因斯坦~罗森桥,是指宇宙中可能存在连接两个不同时空的隧道,因此也可以称为时空隧道。这个概念1916年由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出,是1930年爱因斯坦和美籍以色列裔物理学家纳森·罗森,在研究引力场方程时假设的一种天文现象,认为透过虫洞可以做瞬时转移或者时间旅行。

新博平台娱乐现在这个理论还有很多争议,说法也很多,并被看好是未来解决深空远距离航行,突破光速瓶颈的一个选项。但有一点必须说明,虫洞旅行并不是真正的超光速旅行,只是能够达到超光速的效果,而实际速度并不一定要达到或者接近光速。

新博平台娱乐因此虫洞旅行与爱因斯坦狭义相对论的光速限制是不矛盾的。

虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

新博平台娱乐更确切的说,虫洞旅行是抄近道,走捷径。

本来两个星系之间相隔很远,比如银河系和仙女座星系相隔254万光年,即便实现了光速旅行,在地球人看来,前往仙女座星系的人单程也要用254万年,这在人类世界是无法接受的。但这时如果在银河系与仙女座星系之间出现了一个虫洞,人们不需要再走那看来直线实际上是非常弯曲的时空,从这个洞中瞬时就能够到达仙女座星系,这比光速快了多少倍?

新博平台娱乐但飞船本身并非超光速,完全不受光速藩篱限制。就像我们乘火车过隧道,如果没有这个隧道要弯200公里才能够到山那边,现在有了这个隧道,只需要1分钟就到了山那边。更厉害的比喻就像一张大纸,一只蚂蚁从纸的A面爬到B面同样位置,需要爬半天,这时纸张上出现了一个小孔,蚂蚁从这个小孔一钻就过去了。

上面说的山那边和纸的另一面就是另一个遥远的时空,火车还是那个火车,蚂蚁还是那只蚂蚁,但到达目的地的费时就完全不一样了。这就是虫洞或者时空隧道或者爱因斯坦罗森桥的妙用。

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虫洞形成机制。

虫洞形成机制有多种解释,但总体上是根据爱因斯坦引力场理论得来的。早在300多年前,牛顿就发现了万有引力规律,让人们知道了在宇宙中每个角落都充斥着引力,牛顿没有解释引力的根源是什么。

爱因斯坦广义相对论解决了这个问题,用无可辩驳的事实证明了引力是由质量对时空的扰动产生。这个理论认为,任何具有质量的物体,都会对周边的时空造成扰动,就像在水中丢下一颗石子,不管石子的大小都会对水产生扰动,只不过是质量越大的物体产生的扰动越大而已。

新博平台娱乐这种扰动的表现就是物体在自己周边形成时空扭曲,形成时空漩涡或者陷阱,质量越大的物体时空漩涡或者陷阱就越大,这样两个物体的时空漩涡会相互影响,相互掉到对方的陷阱,就表现出相互吸引的现象,而小天体经过大天体附近时,会掉进大天体的时空陷阱中,就表现出小天体被大天体吸引的现象,这就是万有引力的本质。

新博平台娱乐宇宙中存在着无数大大小小的天体,因此在宇宙中就存在着各种各样的时空漩涡和陷阱。当一些极大引力场出现时,比如星系、黑洞、类星体等等,会在自己周边形成巨大的时空漩涡,这些时空漩涡相互碰撞很可能形成一些奇异的空洞,这种空洞就是虫洞。

这有点像多股激流碰撞中形成的一些漩涡,这些漩涡有时候可以直通水底。

新博平台娱乐也有一种说法认为虫洞出现在黑洞和白洞之间,认为黑洞极端的时空曲率使奇点处物质被碾碎为基本粒子,然后从另一个时空的白洞辐射喷出,连接黑洞与白洞之间的就是虫洞。时空通讯不太认同这种观点,因此不展开来说。

虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

新博平台娱乐黑洞、虫洞、白洞是三胞胎,但还只有黑洞产出。

黑洞、虫洞、白洞都是爱因斯坦引力场论得出的结论,也可以说都是这个方程的解,被视为爱因斯坦的预言。但迄今为止,只有黑洞被证实在宇宙中真实存在,并拍摄到了第一张黑洞照片。当然,黑洞本身是人眼看不到的,但黑洞的引力场效应使它周边会发生许多奇异的天象,人们就是根据黑洞理论并观测这些天象来了解黑洞的,拍摄的照片也是黑洞引力场形成的吸积盘和能量射线,总体上还是间接了解和“看到”黑洞,不过这些间接都与理论相契合,因此是正确的。

虫洞和白洞目前并没有观测到,理论上也还有不少争议。

很多人对虫洞寄予了很大希望,认为虫洞穿越和曲速航行是将来突破速度瓶颈,在恒星甚至星系之间穿梭的一个最好选项。一些理论认为,虫洞两头时间流速是不同的,两边是存在时间差的不同时空,这样从一端洞口进去时是12点,另一端洞口出来时就还是12点,穿越虫洞的人感觉并不耗费时间,是瞬时穿越。

也有人认为,即便虫洞真的存在,也很难利用。因为虫洞很不稳定,随时出现,也可能随时消失,且虫洞都比较小,理论上很难容得下一艘飞船通过。还有理论认为,负能量是撑开虫洞并且固化维持虫洞的工具,只要有足够的负能量,不但可以利用虫洞,还可以人工制造虫洞,就是所谓的时光机。

虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

至于虫洞里面的情况,也有多种说法。

科幻电影中,进入虫洞的飞船周围充斥着由星光和辐射形成光怪陆离的视觉幻象,飞船穿越其中就像在享受一场光彩的盛宴。

但理论认为,进入虫洞并没有那么舒服。虫洞里面的引力场巨大,当接近虫洞时,引力潮汐力就会对飞船和人体产生拉伸作用,最终在巨大引力张力作用下,飞船和人体全部被拉碎成亚原子粒子,从白洞或者虫洞的另一端辐射而出,虫洞穿越过去的只是一堆粒子。

要解决这个问题,就是虫洞必须足够大,大到什么程度呢?根据引力场公式计算,半径至少要达到1光年。1光年是多少?就是9.46万亿千米,旅行者1号以每秒17km的速度走了四十多年,才走了222亿千米,只是1光年的426分之一。

看起来这个光年级尺度的虫洞对我们来说是一个很大的洞,但相比到254万光年距离的仙女座星系,只是一个小小的通道。如果真有这样的通道存在,其引力场效应是非常大的,相隔数百万光年就能够感觉到这种影响,因为要维持这样一个虫洞,所需的负能量将是银河系所有可见天体质量的100倍。

虫洞是什么(虫洞穿越真实案例)

新博平台娱乐因此理论上,在距我们数百万光年范围的星系没有这种虫洞存在。

当然也有人提出了另外的观点,认为虫洞没有黑洞所具有的极端曲率视界,也就是没有无限引力场范围,这就意味着物质可以进入虫洞,也可以从虫洞中出去。

新博平台娱乐还有人认为有些虫洞会自我包裹,进入其中的物质或人不会从另一个出口出去,而是返回到自身的入口,但这个过程从外面惯性系看来需要数十亿年。这才是洞中方一日,世上已千年,不,是洞中只一瞬,世上已数十亿年矣。

总之,有关虫洞的理论还处于科幻状态,前程未卜,我们吃瓜群众还是等待科学家们取得突破再说吧。在此之前,我们看看科幻就行了,不必当真。


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