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科幻小说如何刻画虫洞

发布时间: 2022-08-17 23:44:01

A. 有许多小说中都写着虫洞可导致时空穿梭,这是真的吗

很多的小说中都会写到虫洞导致时空穿梭,宇宙中有虫洞是真的,但至于到底能不能导致时空穿梭我们不得而知。而很多玄幻题材的小说这样写,只不过是为了博人眼球吸引更多人的关注罢了吧。

所以说,设想虫洞概念不如发明光速概率发动机,理论上人类不可能到达光速,但是可以通过扭曲身边空间,使得飞船能够突破物理限制飞行,但是有个很重要的问题也同样需要我们解决:怎么去扭曲空间,这虽然比直接创造一个空间要简单但确实也很困难而且需要的条件水平也是现在的我们难以想象的。或许在不久的未来,我们人类可以利用反物质能量或者暗物质能量来进行飞行,也是极不错的选择。

B. 虫洞是什么是谁提出虫洞这个概念的

虫洞,学名爱因斯坦-罗森桥,是连接时空上两个点的捷径,超光速旅行和回到过去的热门候选方法,也是科幻小说中长盛不衰的话题。微观尺度上的虫洞在量子真空中不断出现,消失。但是,这样的微型虫洞十分微小,只能让基本粒子通过,所以这样的虫洞对于一心想要跨越星系,穿梭时空的人类来说说,没有实际的用处。

图片来自Wormholes, Time Machines & Warp Drives

那么,怎样才能得到足够的负能量,来实现我们的超光速梦想呢?既然大自然时时刻刻都在整个宇宙范围内大量制造负能量,看起来也并不太稀奇。但是问题在于,我们需要把负能量和正能量分离,单独提取出来。这就走进了物理定律的雷区。

虽然空间中同时存在正能量和负能量,但是它们均匀的混合在一起,处于一种熵值极大的状态。假如我们能有效地把两种能量分开,无疑就降低了真空的熵值。我们得到的能量,可以用来驱动机器——这就是由真空能量驱动的第二类永动机。说到这里你肯定看出来了,从真空中提取负能量的想法违反了热力学第二定律。要想从真空中源源不断地获取能量,我们只能养一只普朗克长度的麦克斯韦妖精,让它在正反粒子对出现的瞬间,拿走其中一个。

大自然非常固执的坚持,负能量必须和正能量混合在一起。一份负能量必定和相应的正能量紧密相随。你想要得到的负能量密度越大,它存在的范围就越小。比如,在卡西米尔效应中,两片金属板距离越近,中间的负能量密度就越高。如果我们用卡西米尔效应的方式制造负能量,它的存在范围比普朗克长度大不了多少,这样的微型虫洞连一个质子都钻不过去。同时,如果你想要负能量和正能量分离得越远,你能得到的负能量就越小。即使你愿意付出正能量作为代价,要取得宏观尺度的负能量也十分困难。

我们可以设想用一个盒子来捕捉负能量。由于负能量总是和正能量混合,我们可以设法在负能量波动进入盒子之后,而伴随它的正能量进入之前关上盒子,这样就得到了分离的负能量。然而,关上盒子这个动作却会在盒子里产生一份正能量,把盒子里的负能量抵消掉,让我们费尽心机地捕捉行动无功而返。

所以,负能量虽然无处不在,但是我们却无法在宏观尺度上获取。同时,要维持虫洞和曲率引擎所需要的负能量却大得惊人(和大行星的质量差不多)。这个问题让我们对于虫洞和曲率引擎的美好憧憬只能停留在科幻小说,也把人类文明限制在可观察宇宙(甚至太阳系)中,无法迈向无垠的星辰大海。

C. 科幻小说中出现虫洞却无法解释原理,这是不是已经违背了科幻小说自洽性的特点呢

科幻就是科学幻想。如果全部都是真实不经过加工又有什么看头

D. 虫洞是什么

虫洞有几种说法: 一是空间中的隧道,它就像一个球,你要是沿球面走就远了。但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径。 二是黑洞与白洞的联系。黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。 三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看电影,却无法改变发生的事情,因为时间是线行的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序 到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂。特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。 还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。 在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。 虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也就是一种特定的虫洞。 自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。 我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。 虫洞示意图
黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还在宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。 虫洞没有视界,它有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。
编辑本段虫洞性质
利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们研究的重要是黑洞,而
不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。 虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中的高速火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的高速火车。虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。
编辑本段生产机制
自然产生机制
虫洞的自然产生机制有两种: 其一,是黑洞的强大引力能。 其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。
个人假设
1.虫洞像河流,通过的物体像船,船顺河而下。 2.虫洞体像一个圆柱形磁铁,强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解,以波的形式在柱心管道运行,在出口处还原。通过的物体类似一个障碍,造成波的某一部分形变,然后这个形变推移到出口。 可能还涉及到横波、纵波,波的反射、折射、衍射,物质的不均匀、空间的不规则,如同水中气泡般的宇宙空洞。 3.虫洞像一个圆柱形隧道,通过时间扭曲,把物体吸入里面,进行太空旅行。
编辑本段相关言论
星空最后的前沿
探索星空是人类一个恒久的梦想。 在晴朗的夜晚,每当我们仰起头来, 就会看到满天的繁星。自古以来, 星空以它无与伦比的浩瀚、深邃、 美丽及神秘激起着人类无数的遐想。著名的美国科幻电视连续剧《星际旅行》(Star Trek) 中有这样一句简短却意味无穷的题记:星空, 最后的前沿(Space, the final frontier)[注一]。当我第一次观看这个电视连续剧的时候, 这句用一种带有磁性的话外音念出的题记给我留下了令人神往的印象。 在远古的时候, 人类探索星空的方式是肉眼,后来开始用望远镜, 但人类迈向星空的第一步则是在一九五七年。那一年, 人类发射的第一个航天器终于飞出了我们这个蓝色星球的大气层。十二年后, 人类把足迹留在了月球上。三年之后, 人类向外太阳系发射了先驱者十号深空探测器。一九八三年, 先驱者十号飞离了海王星轨道,成为人类发射的第一个飞离太阳系的航天器[注二]。 从人类发射第一个航天器以来,短短二十几年的时间里, 齐奥尔科夫斯基所预言的“人类首先将小心翼翼地穿过大气层, 然后再去征服太阳周围的整个空间”就成为了现实, 人类探索星空的步履不可谓不迅速。但是, 相对于无尽的星空而言,这种步履依然太过缓慢。 率先飞出太阳系的先驱者十号如今正在一片冷寂的空间中滑行着,在满天的繁星之中, 要经过多少年它才能飞临下一颗恒星呢?答案是两百万年! 那时它将飞临距离我们六十八光年的金牛座(Taurus)[注三]。六十八光年的距离相对于地球上的任何尺度来说都是极其巨大的, 但是相对于远在三万光年之外的银河系中心,远在两百二十万光年之外的仙女座大星云,远在六千万光年之外的室女座星系团,以及更为遥远的其它天体来说无疑是微不足道的。人类的好奇心是没有边界的, 可是即便人类航天器的速度再快上许多倍,甚至接近物理速度的上限 - 光速,用星际空间的距离来衡量依然是极其缓慢的。 那么,有没有什么办法可以让航天器以某种方式变相地突破速度上限, 从而能够在很短的时间内跨越那些近乎无限的遥远距离呢?科幻小说家们率先展开了想象的翅膀。
旅行家的天堂
一九八五年, 美国康乃尔大学(Cornell University) 的著名行星天文学家卡尔· 萨根(Carl Sagan) 写了一部科幻小说,叫做《接触》 (Contact)。萨根对探索地球以外的智慧
生物有着浓厚的兴趣,他客串科幻小说家的目的之一是要为寻找外星智慧生物的 SETI 计划筹集资金。他的这部小说后来被拍成了电影, 为他赢得了广泛的知名度。 萨根在他的小说中叙述了一个动人的故事: 一位名叫艾丽(Ellie) 的女科学家收到了一串来自外星球智慧生物的电波信号。经过研究, 她发现这串信号包含了建造一台特殊设备的方法,那台设备可以让人类与信号的发送者会面。 经过努力,艾丽与同事成功地建造起了这台设备, 并通过这台设备跨越了遥远的星际空间与外星球智慧生物实现了第一次接触。 但是, 艾丽与同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的设备究竟利用了什么方式让旅行者跨越遥远的星际空间的呢?这是萨根需要大胆 “幻想”的地方。 他最初的设想是利用黑洞。但是萨根毕竟不是普通的科幻小说家, 他的科学背景使他希望自己的科幻小说尽可能地不与已知的物理学定律相矛盾。于是他给自己的老朋友, 加州理工大学(California Institute of Technology) 的索恩(Kip S. Thorne) 教授打了一个电话。索恩是研究引力理论的专家, 萨根请他为自己的设想做一下技术评估。索恩经过思考及粗略的计算, 很快告诉萨根黑洞是无法作为星际旅行的工具的,他建议萨根使用虫洞 (wormhole) 这个概念。据我所知, 这是虫洞这一名词第一次进入科幻小说中[注四]。在那之后, 各种科幻小说、电影、 及电视连续剧相继采用了这一名词,虫洞逐渐成为了科幻故事中的标准术语。 这是科幻小说家与物理学家的一次小小交流结出的果实。 萨根与索恩的交流不仅为科幻小说带来了一个全新的术语, 也为物理学开创了一个新的研究领域。在物理学中, 虫洞这一概念最早是由米斯纳(C. W. Misner) 与惠勒(J. A. Wheeler) 于一九五七年提出的,与人类发射第一个航天器恰好是同一年。 那么究竟什么是虫洞?它又为什么会被科幻小说家视为星际旅行的工具呢? 让我们用一个简单的例子来说明:大家知道, 在一个苹果的表面上从一个点到另一个点需要走一条弧线,但如果有一条蛀虫在这两个点之间蛀出了一个虫洞, 通过虫洞就可以在这两个点之间走直线,这显然要比原先的弧线来得近。 把这个类比从二维的苹果表面推广到三维的物理空间,就是物理学家们所说的虫洞, 而虫洞可以在两点之间形成快捷路径的特点正是科幻小说家们喜爱虫洞的原因[注五]。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。在一些科幻故事中, 技术水平高度发达的文明世界利用虫洞进行星际旅行就像今天的我们利用高速公路在城镇间旅行一样。在著名的美国科幻电影及电视连续剧《星际之门》(Stargate,港台译 星际奇兵) 中人类利用外星文明留在地球上的一台被称为“星际之门” 的设备可以与其它许多遥远星球上的“星际之门” 建立虫洞连接,从而能够几乎瞬时地把人和设备送到那些遥远的星球上。 虫洞成为了科幻故事中星际旅行家的天堂。 不过米斯纳与惠勒所提出的虫洞是极其微小的, 并且在极短的时间内就会消失,无法成为星际旅行的通道。 萨根的小说发表之后,索恩对虫洞产生了浓厚的兴趣, 并和他的学生莫里斯(Mike Morris) 开始对虫洞作深入的研究。与米斯纳和惠勒不同的是, 索恩感兴趣的是可以作为星际旅行通道的虫洞,这种虫洞被称为可穿越虫洞 (traversable wormhole)。
负能量物质
那么什么样的虫洞能成为可穿越虫洞呢?一个首要的条件就是它必须存在足够长的时间, 不能够没等星际旅行家穿越就先消失。因此可穿越虫洞首先必须是足够稳定的。 一个虫洞怎样才可以稳定存在呢?索恩和莫里斯经过研究发现了一个不太妙的结果, 那就是在虫洞中必须存在某种能量为负的奇特物质!为什么会有这样的结论呢? 那是因为物质进入虫洞时是向内汇聚的,而离开虫洞时则是向外飞散的, 这种由汇聚变成飞散的过程意味着在虫洞的深处存在着某种排斥作用。由于普通物质的引力只能产生汇聚作用, 只有负能量物质才能够产生这种排斥作用。因此, 要想让虫洞成为星际旅行的通道,必须要有负能量的物质。 索恩和莫里斯的这一结果是人们对可穿越虫洞进行研究的起点。 索恩和莫里斯的结果为什么不太妙呢? 因为人们在宏观世界里从未观测到任何负能量的物质。事实上, 在物理学中人们通常把真空的能量定为零。所谓真空就是一无所有, 而负能量意味着比一无所有的真空具有“更少” 的物质,这在经典物理学中是近乎于自相矛盾的说法。 但是许多经典物理学做不到的事情在二十世纪初随着量子理论的发展却变成了可能。负能量的存在很幸运地正是其中一个例子。 在量子理论中,真空不再是一无所有, 它具有极为复杂的结构,每时每刻都有大量的虚粒子对产生和湮灭。一九四八年, 荷兰物理学家卡什米尔(Hendrik Casimir) 研究了真空中两个平行导体板之间的这种虚粒子态,结果发现它们比普通的真空具有更少的能量, 这表明在这两个平行导体板之间出现了负的能量密度!在此基础上他发现在这样的一对平行导体板之间存在一种微弱的相互作用。 他的这一发现被称为卡什米尔效应。将近半个世纪后的一九九七年, 物理学家们在实验上证实了这种微弱的相互作用,从而间接地为负能量的存在提供了证据。除了卡什米尔效应外, 二十世纪七八十年代以来,物理学家在其它一些研究领域也先后发现了负能量的存在。 因此,种种令人兴奋的研究都表明, 宇宙中看来的确是存在负能量物质的。但不幸的是, 迄今所知的所有这些负能量物质都是由量子效应产生的,因而数量极其微小。 以卡什米尔效应为例,倘若平行板的间距为一米, 它所产生的负能量的密度相当于在每十亿亿立方米的体积内才有一个(负质量的) 基本粒子!而且间距越大负能量的密度就越小。 其它量子效应所产生的负能量密度也大致相仿。因此在任何宏观尺度上由量子效应产生的负能量都是微乎其微的。 另一方面,物理学家们对维持一个可穿越虫洞所需要的负能量物质的数量也做了估算, 结果发现虫洞的半径越大,所需要的负能量物质就越多。 具体地说,为了维持一个半径为一公里的虫洞所需要的负能量物质的数量相当于整个太阳系的质量。 如果说负能量物质的存在给利用虫洞进行星际旅行带来了一丝希望,那么这些更具体的研究结果则给这种希望泼上了一盆无情的冷水。 因为一方面迄今所知的所有产生负能量物质的效应都是量子效应,所产生的负能量物质即使用微观尺度来衡量也是极其微小的。 另一方面维持任何宏观意义上的虫洞所需的负能量物质却是一个天文数字!这两者之间的巨大鸿沟无疑给建造虫洞的前景蒙上了浓重的阴影。
探险者的地狱
虽然数字看起来令人沮丧, 但是别忘了当我们讨论虫洞的时候,我们是在讨论一个科幻的话题。 既然是讨论科幻的话题,我们姑且把眼光放得乐观些。 即使我们自己没有能力建造虫洞,或许宇宙间还存在其它文明生物有能力建造虫洞, 就象《星际之门》的故事那样。甚至, 即使谁也没有能力建造虫洞,或许在浩瀚宇宙的某个角落里存在着天然的虫洞。因此让我们姑且假设在未来的某一天人类真的建造或者发现了一个半径为一公里的虫洞。 我们是否就可以利用它来进行星际旅行了呢? 初看起来半径一公里的虫洞似乎足以满足星际旅行的要求了, 因为这样的半径在几何尺度上已经足以让相当规模的星际飞船通过了。看过科幻电影的人可能对星际飞船穿越虫洞的特技处理留有深刻的印象。 从屏幕上看,飞船周围充斥着由来自遥远天际的星光和辐射组成的无限绚丽的视觉幻象, 看上去飞船穿越的似乎是时空中的一条狭小的通道。

E. 虫洞真的存在俄国科学家想出妙招,可以测绘虫洞的形状

近几年的科幻电影中,《星际穿越》中的虫洞、以及飞船穿越虫洞的一幕,让无数的影迷和科幻迷印象深刻,它如同宇宙空间中的一个色彩斑斓的旋涡、翻卷而来的巨浪、由内而外观望的球形玻璃罐,难以描述和比拟这一无与伦比的奇景。人类的飞船进入虫洞,3分钟左右的时间之后就抵达了宇宙的另一端,即便人类并未掌握光速、近光速的飞行速度,也实现了“星际旅行”。不过,《星际穿越》中的虫洞如同一个色彩斑斓、光华夺目的旋涡,而真实的虫洞是什么样的呢?

“虫洞”是一种理论上连接两个宇宙时空点的通道,往往被科学家、科幻小说作家等人描绘成一根狭窄的管道,“管道”的两端各连着一个广开大口的“引力井”。可是,虫洞究竟是什么样子,人类一直不得而知,更遗憾的是,“虫洞是否存在”这一问题都悬而未决,并无切实的证据证明虫洞的存在。从理论上来说,穿越虫洞的原理是这样的:在虫洞的一端,黑洞的强大引力将物质吸入其中;物质通过虫洞的“管道”抵达另一端的白洞,然后被白洞喷出——不过,科学家们从未找到白洞的踪影。即便如此,一名俄罗斯的物理学家以虫洞对光线和引力的影响为基础,提出了一种测绘虫洞形状的方法。

近日,俄罗斯人民友谊大学引力与宇宙学研究所副教授罗曼.科诺普利亚(Roman Konoplya)发表了一篇关于虫洞的论文,指出虫洞有一项可被间接观察到的性质,即虫洞附近的光线会发生“红移”(红移:随着光线远离某个天体,光波频率会逐渐的降低,向光谱上的红光部分偏移。),如果我们知道某个潜在虫洞周围光线的红移规律,就能通过引力波频率判断出这一虫洞的形状。

科诺普利亚进一步的介绍,分析潜在虫洞附近的红移现象有好几种方法,比如利用“引力透镜”(“引力透镜”效应是阿尔伯特.爱因斯坦的广义相对论中预言的一种现象,由于时空在大质量天体附近会发生畸变,使光线在大质量天体附近发生弯曲)。虫洞也可以算作一种“大型天体”,这种透镜现象可以通过虫洞对遥远恒星发出的微弱光线的影响进行测量。“要是我们运气爆棚,说不定可以是附近恒星发出的明亮光线。”科诺普利亚说。此外,还有一种测绘虫洞的方法:在虫洞吸引物质的过程中,测量虫洞附近的电磁辐射。

麻省理工学院物理学院讲师乔里恩.布鲁姆菲尔德(Jolyon Bloomfield)看过罗曼.科诺普利亚的论文,乔里恩说我们可以这样的理解罗曼的方法:击鼓时,我们可以通过鼓面振动产生的声波而推断出鼓的形状。“不同的声音频率对应着不同的振动模式。”布鲁姆菲尔德说。“这篇文章也想用类似的思路判断虫洞形状。假如我们能设法‘听到’虫洞振动频率的衰减规律,并达到足够的精确度,我们就能通过频谱和频率衰减速度推断出虫洞的形状。”

目前而言,虫洞仅存于理论之中,尚不能确定它是否真的存在,可是罗曼.科诺普利亚对自己的研究仍是信心满满。

小考题 : 你认为虫洞是否存在?人类要如何实现“星际旅行”?欢迎你留言讨论。

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F. 虫洞与黑洞有何不同,它们之间该如何区别

虫洞和黑洞有着本质上的差别,因为黑洞是已经被发现的,真实存在于这个宇宙的事物,而黑洞它只是一个假设,一个由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆提出的一个概念,并在之后被爱因斯坦进行发展和完善的一个可能会存在于这个宇宙中的一个空间想象的说法。虫洞和黑洞从概念上来讲两者完全是不相同的一个存在。因为黑洞是宇宙中存在的一个天体,并且还是由已经死亡的质量很大的无法散发光和热的恒星转化而来的,这个恒星被科学家们称为冷恒星。

也许,在我们无法企及的未来,人类能够飞出太阳系,发现虫洞,并且遨游宇宙。不过那是很遥远的未来,可惜我们已经无缘看到这种场景。只能通过科幻小说和库换影视剧来一睹这种场景。

G. 星际穿越中的虫洞有什么特点,通过这样的虫洞需要时间吗

虫洞——影片中描述的无所不知的五维空间生物在土星附近创造的门,在电影《星际穿越》的整体情节中起到了推动作用。虫洞实际上是一个“隧道”,可以弯曲时空间,连接的两端可以进行能量和信息传输。穿越虫洞不需要时间,确切的说在虫洞中是没有时间的概念的。

剧情简介:

地球农作物因气候转变及枯萎病而经常失收,曾是美国国家航空航天局的工程师和航天飞机驾驶员的库珀(马修·麦康纳饰)被迫成为农民以协助解决粮食危机。

库珀的10岁女儿墨菲(麦肯基·弗依饰)发现其房间书架上的书本无故掉到地上,认为这是幽灵现象。不久后,一场沙尘暴在墨菲房间中留下二进制坐标,二人驱车到达坐标位置后发现那是北美空防司令部(美国国家航空航天局的秘密基地)。

H. 虫洞是什么它是否真的存在于宇宙之中

什么是虫洞?如果他们真的存在,他们是怎么产生又是怎么运作的呢?

虫洞是链接两个空间的隧道。理论上,即使虫洞的两端相隔得非常远,它也可以让你在极短得时间内跨越遥远的距离。

如果虫洞的一端是学校,而另一端是你的家,那么通过虫洞往来于你的家与学校间就只一步之遥了。而虫洞的另一端甚至可以是另一个星系里的星球,它可以让你轻松的到达那里。

因此,虫洞非常有趣,常常出现在科幻小说中。

但问题是,在我们的认知范围内,虫洞并不存在于我们的宇宙之中。

我们没有找到任何证据证明他们存在,对于他们的形成也没有任何的解说。

但是虫洞的存在并不违背我们现有的宇宙论,所以我们可以认为虫洞在理论上是存在的。

在科学世界里,一则理论是描述现象能在现实中发生或可能发生的猜想或途径。你应该听过一百年前爱因斯坦提出的“广义相对论”,它介绍了“重力”这种让我们站在地球上、让地球绕着太阳转的东西。这则理论同样从数学角度描述了虫洞。

那么理论上,虫洞是怎么运转的呢?

首先,我们思考一种叫“时空”的东西。我们常常把它想象成一张有弹性的网布,宇宙中所有的东西都在这张网布中。

凭借对“时空”的想象,我们看到了二维平面。在这张网布上行走的人可以选择两种行动方向:向前/向后或者向左/向右。在现实中,空间是三维的:你可以上下跳跃。

事实上,还有一个第四维空间:时间。你可能不觉得“时间”是一个维度,但物理学家却是这么认为的。把所有空间维度结合起来,得到的就是“时空”。

回到虫洞的话题,想象我们要在时空网布上旅行,假设是从家里到另一个遥远的星球,即使我们乘坐宇宙飞船,这段距离也需要成千上万年甚至更久才能跨越。

但如果我们能够把这张网布折叠起来,让我们的家和这颗星球在一条直线上,再钻一个链接两层时空的洞呢?那将是一条能大大缩短旅行时间的捷径。

那么,我们可以在两层时空之间钻一个洞吗?

没有人知道要怎么做,也没有人知道虫洞是否真的能在现实中被制造出来,但单纯想一想就非常有趣了,而且这对我们 探索 宇宙有很大的帮助。

虫洞(或称爱因斯坦-罗森桥)是链接时空中两个点的猜想的结构。它的依据是利用雅可比矩阵和行列式求解爱因斯坦场方程的特殊解。虫洞可以被看成空间中两个点之间的隧道(例如不同地点或不同时间点)。更准确地说,它是时空连接体的超验双射,是在反德西特空间中显现出来的卡拉比-丘流形的渐进投影。

虫洞符合广义相对论,但他们是否真的存在还是未知。

虫洞可以缩短距离,大到十亿光年、小到几米距离。它可以链接宇宙或不同的时间点。

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