這其實涉及到廣義相對論的預(yù)言,不過蟲洞是目前最不著邊際的預(yù)言。 1905年,被稱為愛因斯坦奇跡年,在這一年里,愛因斯坦陸續(xù)發(fā)表了多篇極具開創(chuàng)性的論文。 其中就包括大名鼎鼎的狹義相對論,又過了十年之后,愛因斯坦提出了自己的另外一個理論,這個理論被稱為廣義相對論。其中愛因斯坦還給出了一個名震物理學(xué)界的廣義相對論場方程。 可說說看起來好像很簡單的樣子,其實這個方程是真的很難解,是十組非線性偏微分方程。這之后許多科學(xué)家紛紛投入解方程隊伍當(dāng)中,愛因斯坦本以為這個方程是夠數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家忙會好幾年的,可沒有想到,有個叫史瓦西的人。 他最先解出了一個特殊解,并預(yù)言黑洞的存在。 當(dāng)然,愛因斯坦是不太認(rèn)可史瓦西的預(yù)言,但還是把史瓦西發(fā)表了論文(這時候史瓦西在一戰(zhàn)戰(zhàn)場上),但史瓦西的努力,給了后來研究廣義相對論的科學(xué)家們很大的信心,大家紛紛開始想要從廣義相對論里找寶貝,也確實找到了很多寶貝,說了名震天下的吧,一個是宇宙大爆炸理論。 還有前幾年剛發(fā)現(xiàn)的引力波。 其實廣義相對論是對引力本質(zhì)進(jìn)行研究的理論,但是卻一一兌現(xiàn)了從方程中的出來的預(yù)言。但是其實在這么多預(yù)言當(dāng)中,至今也要還有一個別說被驗證,甚至還沒有被發(fā)現(xiàn),它就是我們現(xiàn)在稱之為蟲洞的東西。 最早提出蟲洞概念的人是其實是1916年奧地利物理學(xué)家路德維?!じトR姆,后來愛因斯坦和他的助手在研究廣義相對論場方程時,假設(shè)黑洞與白洞透過蟲洞連接,那么是不是可以通過一個叫做蟲洞的實現(xiàn)瞬間的轉(zhuǎn)移,所以蟲洞也被叫做愛因斯坦-羅森橋。 不過,愛因斯坦當(dāng)時覺得這東西不太靠譜,就放棄研究了。當(dāng)然,后來確實有一些科學(xué)家也稍微研究了一下,但基本上都放棄了。直到著名的天文學(xué)家,科普作家,科幻作家卡爾薩根想要寫一本科幻作品,想要使用可以穿越的蟲洞,于是聯(lián)系了物理學(xué)家基普·索恩,也就是因為LIGO發(fā)現(xiàn)引力波而獲獎的教授??査_根希望基普索恩能夠幫助他找到蟲洞的理論依據(jù)。基普索恩就帶著他的研究生開始研究蟲洞的選題。后來,他們找到了一些理論根據(jù),發(fā)表在了一個不知名的刊物上,而卡爾薩根也寫出了著名的科幻小說《接觸》,后來也被翻拍成電影《超時空接觸》。 這科幻小說當(dāng)中,女主就是通過了蟲洞,實現(xiàn)了穿越,和外星人聯(lián)系上。我們說回到蟲洞,那蟲洞到底是什么?基普索恩他們又論證了什么? 簡單說,蟲洞可能是: 宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。 但很多事情這些事情還需要完整的理論,并且解決幾個關(guān)鍵問題。首先,蟲洞在哪?然后,蟲洞如何才能穿越? 基普索恩以及其他的科學(xué)家的陸續(xù)研究中,到目前為止的結(jié)論是這樣的, 首先,蟲洞應(yīng)該是存在于微觀世界當(dāng)中,它其實很小很小,而且轉(zhuǎn)瞬即逝。 其次,如果要實現(xiàn)穿越,其實就需要把蟲洞打開,至少要打開到1光年的寬度,這是因為存在潮汐力,如果蟲洞太小,很有可能沒進(jìn)去就被撕碎了。 那如何打開蟲洞呢?科學(xué)家提出了一個“負(fù)能量”的概念,他們認(rèn)為只要往蟲洞里灌入負(fù)能量,就可以維持住蟲洞不消失,并且慢慢打開。當(dāng)然,真的有科學(xué)家通過實驗找到了負(fù)能量。 這個實驗大概是這樣的,量子力學(xué)理論中,其實真空是不空的,是會有量子漲落的。如果用兩塊距離特別近的平行金屬板,限制金屬板之間的量子波動,所以,金屬之間的量子波動小于金屬板之外的空間。這時候外面的量子波動就會對金屬板產(chǎn)生向內(nèi)的推力,其實等效于金屬板內(nèi)產(chǎn)生了對兩個金屬板的吸引力。如果外面的空間平均能量密度是0,那兩塊金屬板之間的能量密度就是負(fù)的。這也被稱為卡西米爾效應(yīng)。 但是,即使我們找到了負(fù)能量,也沒辦法。因為科學(xué)家通過計算發(fā)現(xiàn),如果要打開蟲洞達(dá)到1光年的尺度,需要灌入的總負(fù)能量是整個宇宙總能量的6倍。從這個角度上來看,做成這件事情是幾乎不可能的。 所以,蟲洞其實是相對論所有預(yù)言中,最最最沒有進(jìn)度的一個,我們不僅沒有真的找到一個蟲洞的存在,也就是說,沒有任何觀測數(shù)據(jù)。其實即使是理論上,實現(xiàn)蟲洞的超時空穿越也特別夢幻,幾乎是不可能發(fā)生的事情 。所以蟲洞存在么?只能說,目前來看,似乎是找不到它。 最后再說一下,蟲洞雖然沒有找到,但其實它被廣泛地寫到了科幻當(dāng)中。我們剛才提到的基普索恩,他就是星際穿越的科學(xué)顧問和編輯之一,星際穿越也用到了蟲洞的概念。 |
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