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揭秘都教授的虫洞:穿越有难度
时间:2014年03月10日   信息来源:本站原创   点击:次   【字体:

揭秘都教授的虫洞:穿越有难度

A点:外太空星球 B点:太平洋中心 好莱坞电影《环太平洋》中,很多巨型怪兽通过太平洋海底出现的一个虫洞来到地球。

揭秘都教授的虫洞:穿越有难度

A点:地球 B点:织女星 根据《接触》改编的电影《超时空接触》,女主角坐时空机器穿越了一个光怪陆离的隧道。

揭秘都教授的虫洞:穿越有难度

科幻片中的“虫洞” A点:塞伯坦星球 B点:纽约曼哈顿? 《变形金刚3》出现的太空桥也是“虫洞”的表现形式,威震天试图通过太空桥向地球输送霸天虎。

揭秘都教授的虫洞:穿越有难度

物理学中的“虫洞” 虫洞可以理解为连接A和B两个时空区域的捷径,在某种意义上实现了超光速旅行。

“现在看韩剧门槛好高,不懂点天文物理都看不懂!”这句网友的吐槽,说的就是热门韩剧《来自星星的你》在结尾中,编剧为外星人男主角都敏俊开的外挂——自由穿梭“虫洞”,最终回到千颂伊身边。虫洞是什么?穿梭于虫洞的都教授能看到什么?浙江大学理论物理学博士李剑龙向新京报记者进行了解答。

1虫洞是什么?

可以这么理解,“如果把空间比作一个苹果的表面,从苹果的一侧走到另外一侧需要绕过半个苹果的周长。但假如有一只虫子在上面咬个洞,它就可以通过更短的路径到达苹果另一侧。”两个世界的捷径,就是“虫洞”。

用“虫洞”来给主角开外挂,韩国人并不是第一个。

1957年,物理学家惠勒在论文中描述“多连通空间”时首次提到虫洞的名字。而对虫洞研究突然变得热门还得归功于科幻作品的发展。

1985年,美国康奈尔大学的著名行星天文学家卡尔·萨根发表了一部科幻小说——《接触》(Contact)。这部小说中,主人公以外星智慧生物传来的信息为蓝图建造一个装置,在很短的时间内,到达距地球26光年的织女星附近,并顺利返回地球。如何让主人公完成这“不可能的任务”?萨根向加州理工大学的索恩教授求助。身为研究引力理论的专家索恩建议他使用了虫洞(wormhole)这个概念。这是业内认为第一次使用“虫洞”概念的科幻小说。故事中的女主角,在时空机器中穿越一个光怪陆离的隧道,并见到过世多年的父亲,这个隧道便是“虫洞”。

有解释称,如果有东西被丢入虫洞,它不会像都教授那样突然消失,而是看起来变得越来越远,最终连续地移动到连接虫洞另一端的空间中。如果你一头钻进虫洞来到其最狭窄的“咽喉”处,就会看到更奇妙的景象。两个世界的扭曲模样在你面前泾渭分明,是去是留,就在你的一念之间。

《接触》发表后,“虫洞”这一概念,便成为了科幻作家写作星际旅行的一项“标配”。

只要存在合适的虫洞, 无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺,“星际旅行家”们将不再受制于空间距离的遥远。“在两点之间形成快捷路径”——这正是科幻小说家们热衷“虫洞”的原因。

2虫洞半径大约1光年

“虫洞”是一种理论可能性。理论上,虫洞连接着时空的两个区域,穿越虫洞就相当于进行空间旅行。但存在于哪里,尚无定论。

李剑龙博士介绍,与通常的广义相对论研究相反,物理学家先假设虫洞存在,然后再研究什么样的物质会维持虫洞的存在。

“索恩从理论上找到了利用虫洞进行时间旅行的办法,但是霍金等人,包括索恩自己都对这个结果持保守态度。”李剑龙说。

如果星际空间中真的存在这样的通道,即便是广袤的宇宙中,那也是相当有“存在感”的。

首先普遍的认识是,半径为一光年的虫洞,维持它所需的负能量物质的质量是惊人的。李剑龙博士对记者说,为了不把任何原子物质构成的生物撕碎,可穿越虫洞的半径必须大约1光年(10万亿千米)。

有计算表明,维持这样一个虫洞所需的负能量物质的质量相当于整个银河系中所有物质的质量总和的一百倍。这样的虫洞产生的引力效应将远比整个银河系的引力效应更为显著。

因此如果地球附近的星际空间中存在这种“虫洞”,周围几百万光年内的物质运动都将受到显著的影响,科学家早就从它的引力场中发现其踪迹了。

李剑龙说,银河系中心的超大质量黑洞都远远没有这么大,因此如果可穿越虫洞存在的话早就被观测到了。

而且这么巨大的一个“通道”,不仅都教授会被吸进去,千颂伊、地球、整个太阳系,都会被吸进去。

3想穿越有点难

在小说和影视作品中,主角们一“闪”就穿越了。在物理学家们看来,真是“你想穿就能穿”的吗?答案是否定的。

现实是如果存在虫洞的话,虫洞附近的引力场也会极为强大,穿越虫洞的人可能会被强大引力潮汐撕成碎片。所以,都教授能不能完整地出现在女主角面前也是一个问题。

虫洞自身的张力也非常可怕(虫洞越大,张力越小),半径为1光年的“虫洞”的张力相当于每平方米上压上500万吨的重物,这足以破坏任何原子物质。所以,若想活着穿越虫洞,负能量物质组成的虫洞的质量都必须非常大才行。

这样,试图在地球上建造可穿越虫洞也更加不可能了。

除去理论层面的考虑,想通过“虫洞”构筑时空机器还面临着实际层面上的诸多困难。

哥伦比亚大学物理系博士卢昌海《从奇点到虫洞》一书中写到,事实上,构筑可穿越虫洞本身就已如此困难, 通过种种操作在其出入口之间产生可观的时间差无疑更是难上加难。“从这个角度看,用虫洞构筑时空机器的前景也是相当渺茫的。”

(作者:佚名 编辑:admin)

 
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