新浪科技訊 北京時(shí)間8月30日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,近日發(fā)表在預(yù)印網(wǎng)站arXiv上的一篇論文指出,我們也許有辦法打造一個(gè)近乎穩(wěn)定的蟲洞。
蟲洞聽上去就很吸引人,畢竟按正常方法、我們要耗時(shí)數(shù)萬(wàn)年才能抵達(dá)另一顆恒星,但有了蟲洞,我們就可以走捷徑,瞬間到達(dá)宇宙的另一端。然而這里存在一個(gè)技術(shù)型難題:作為一種時(shí)空的扭曲現(xiàn)象,蟲洞可以說(shuō)極為不穩(wěn)定。你只要從一端放進(jìn)一個(gè)光子,蟲洞就會(huì)以比光速還要快的速度坍縮。
但這篇新發(fā)表的論文指出,我們只需要幾個(gè)黑洞、和幾條無(wú)限長(zhǎng)的宇宙弦,就可以打造出一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的蟲洞了。這種蟲洞盡管也會(huì)坍縮,但速度很慢,足以在徹底坍縮之前實(shí)現(xiàn)信息、甚至物體的傳送。
蟲洞問題
從理論上來(lái)說(shuō),創(chuàng)造蟲洞的方法相當(dāng)簡(jiǎn)單明了。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論,質(zhì)量和能量可以使時(shí)空發(fā)生扭曲。只要找準(zhǔn)質(zhì)量和能量的值,就可以在宇宙的不同部分之間形成一條隧道、或者說(shuō)一條捷徑。
然而,即使是紙上談兵,這些模擬出的蟲洞也極不穩(wěn)定。哪怕一個(gè)小小的光子從中穿過,都會(huì)引發(fā)災(zāi)難性的坍縮反應(yīng),使整個(gè)蟲洞分崩離析。不過,適當(dāng)?shù)?ldquo;負(fù)質(zhì)量”可以抵消常規(guī)物質(zhì)穿過蟲洞時(shí)的不穩(wěn)定效應(yīng),讓蟲洞可以被成功穿越。
不過,擁有負(fù)質(zhì)量的物質(zhì)并不存在,所以這條路行不通。
讓我們從蟲洞本身著手試一試。蟲洞需要有一個(gè)入口和一個(gè)出口。從理論上來(lái)說(shuō),我們可以將一個(gè)黑洞(任何物質(zhì)均無(wú)法從中逃脫)和一個(gè)白洞(任何物質(zhì)均無(wú)法進(jìn)入其中)聯(lián)結(jié)在一起,從而構(gòu)成一個(gè)蟲洞。你可以從這條隧道的任意一端跳進(jìn)去,然后毫發(fā)無(wú)損地從另一頭出來(lái)。
但問題是,白洞也不存在,這樣事情就更難辦了。
給黑洞充電
既然白洞也不存在,我們還得想一套新方案。幸運(yùn)的是,科學(xué)家通過精妙計(jì)算給出了一個(gè)可能的答案:給黑洞充電。黑洞可以攜帶電荷(雖然并不常見,但有就不錯(cuò)了),且這種黑洞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分奇妙:正常黑洞的奇點(diǎn)為點(diǎn)狀,但帶電荷的黑洞的奇點(diǎn)則被拉長(zhǎng)和扭曲了,因而可以與另一個(gè)帶相反電荷的黑洞相連。這樣一來(lái),我們就得到了一個(gè)蟲洞,并且所需“材料”是有可能真實(shí)存在的。
但這種由帶電黑洞形成的蟲洞存在兩個(gè)問題。首先,它仍然不穩(wěn)定,假如有某個(gè)東西、或者某個(gè)人試圖穿越,它就會(huì)分崩離析。其次,兩個(gè)帶相反電荷的黑洞會(huì)受引力和電場(chǎng)力的雙重吸引,一旦它們相遇,電荷就會(huì)中和,變成一整個(gè)大而無(wú)用的黑洞。
拉一張“宇宙弓”
因此,我們需要確保這兩個(gè)帶電黑洞之間離得足夠遠(yuǎn),還要確保整個(gè)蟲洞隧道能夠支撐住自己。而宇宙弦或許可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
宇宙弦是一種假設(shè)性的、存在于時(shí)空紋理之上的裂隙,有點(diǎn)像水凍結(jié)成冰時(shí)產(chǎn)生的裂紋。它們是宇宙大爆炸剛剛發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的遺留物,有著十分奇異的性質(zhì),直徑不超過一個(gè)光子,但僅僅一英寸長(zhǎng)的質(zhì)量就超過了珠穆朗瑪峰。它們就像一把激光劍,可以輕輕松松把你割成兩半。但用不著擔(dān)心,因?yàn)槲覀冞不確定宇宙弦是否真的存在,也從未在宇宙中觀測(cè)到過它們。
不過話說(shuō)回來(lái),宇宙弦也沒有理由不存在,所以我們還是有機(jī)會(huì)的。
就蟲洞而言,宇宙弦還有一個(gè)非常有用的性質(zhì):它們的張力極大。換句話說(shuō),宇宙弦不容易被擠壓到一起。假如將一根宇宙弦從蟲洞中穿過、從兩個(gè)黑洞外側(cè)穿出,并將兩段拉伸到無(wú)限長(zhǎng),弦的張力就會(huì)阻止兩個(gè)黑洞互相吸引靠近。簡(jiǎn)而言之,這根宇宙弦的兩端就像參加拔河比賽的兩組對(duì)手一樣,把兩個(gè)黑洞拉得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的。
撫平震顫
單獨(dú)一根宇宙弦可以解決讓蟲洞兩頭保持開放的問題,但無(wú)法阻止蟲洞自身發(fā)生坍縮。因此我們還要再加入一根宇宙弦,同樣讓它穿過蟲洞,但從蟲洞兩端穿出后,則需要將其往回繞、在兩個(gè)黑洞之間的普通空間中構(gòu)成一個(gè)環(huán)形。一旦宇宙弦形成了一個(gè)閉環(huán),就會(huì)發(fā)生劇烈震蕩,使周圍的時(shí)空紋理產(chǎn)生擾動(dòng)。調(diào)試得當(dāng)后,這種振動(dòng)就會(huì)使周圍空間中的能量變?yōu)樨?fù)能量,在蟲洞內(nèi)部發(fā)揮負(fù)質(zhì)量的作用,或許可以使蟲洞穩(wěn)定下來(lái)。
聽上去可能有些復(fù)雜,但在最近發(fā)表的那篇論文中,理論物理學(xué)家給出了創(chuàng)造蟲洞的“逐步說(shuō)明”。當(dāng)然,這種方法還不算完美,因?yàn)橛钪嫦冶旧淼恼駝?dòng)會(huì)導(dǎo)致弦中的能量越來(lái)越少,因此質(zhì)量也會(huì)不斷減小、直至消失。宇宙弦一旦消失,蟲洞也就堅(jiān)持不了多久了。但這樣的蟲洞也許能在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,足夠讓信息、甚至物體完好無(wú)損地從中穿過。
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