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        什么是蟲洞?天體物理學(xué)家解釋了這些穿越時空的捷徑

        什么是蟲洞?天體物理學(xué)家解釋了這些穿越時空的捷徑

        20世紀(jì)愛因斯坦著名方程的解描述了“蟲洞”,即穿越時空隧道。

        什么是蟲洞?它們存在嗎?

        想象一下,一座山的兩邊有兩個城鎮(zhèn)。來自這些城鎮(zhèn)的人可能要繞著山走一圈才能互相拜訪。但是,如果他們想更快地到達(dá)那里,他們可以在山上挖一條隧道,創(chuàng)造一條捷徑。這就是蟲洞背后的想法。

        蟲洞就像我們宇宙中兩個遙遠(yuǎn)點(diǎn)之間的隧道,縮短了從一個點(diǎn)到另一個點(diǎn)的旅行時間。在適當(dāng)?shù)臈l件下,理論上可以使用蟲洞將旅行時間縮短到小時或分鐘,而不是從一個星系到另一個星系旅行數(shù)百萬年。

        因?yàn)橄x洞代表時空的捷徑,它們甚至可以像時間機(jī)器一樣工作。你從蟲洞的一端出來的時間可能早于你進(jìn)入另一端的時間。

        雖然科學(xué)家們沒有證據(jù)表明蟲洞確實(shí)存在于我們的世界,但它們是幫助像我這樣的天體物理學(xué)家思考空間和時間的好工具。他們還可能回答關(guān)于宇宙是什么樣子的古老問題。

        科學(xué)家稱進(jìn)入和離開蟲洞的點(diǎn)為“口”,而隧道本身稱為“咽喉”

        由于這些有趣的特點(diǎn),許多科幻作家在小說和電影中使用蟲洞。然而,科學(xué)家們和作家們一樣被蟲洞的概念迷住了。

        雖然研究人員從未在我們的宇宙中發(fā)現(xiàn)過蟲洞,但科學(xué)家經(jīng)常在重要物理方程的解中看到蟲洞。最突出的是,愛因斯坦時空理論和廣義相對論背后的方程的解包括蟲洞。這個理論描述了宇宙的形狀以及恒星、行星和其他物體在其中的運(yùn)動。因?yàn)閻垡蛩固沟睦碚撘呀?jīng)被測試了很多次,而且每次都被發(fā)現(xiàn)是正確的,所以一些科學(xué)家確實(shí)認(rèn)為蟲洞存在于宇宙的某個地方。

        但是,其他科學(xué)家認(rèn)為蟲洞不可能存在,因?yàn)樗鼈兲环€(wěn)定。

        持續(xù)的引力影響著宇宙中的每一個物體,包括地球。所以重力也會對蟲洞產(chǎn)生影響。對蟲洞持懷疑態(tài)度的科學(xué)家認(rèn)為,在很短的時間內(nèi),蟲洞的中部會在自身重力作用下坍塌,除非它有一些力從蟲洞內(nèi)部向外推動以抵消這種力。最有可能的方法是使用所謂的“負(fù)能量”,這將對抗重力并穩(wěn)定蟲洞。

        但據(jù)科學(xué)家所知,負(fù)能量的產(chǎn)生量太小,無法抵消蟲洞自身的重力。大爆炸有可能在宇宙開始時就產(chǎn)生了帶有少量負(fù)能量的微小蟲洞,隨著時間的推移,這些蟲洞隨著宇宙的膨脹而不斷擴(kuò)展。

        雖然蟲洞是值得思考的有趣物體,但它們?nèi)匀粵]有被主流科學(xué)所接受。但這并不意味著它們不是真的——我們天體物理學(xué)家知道,黑洞在我們的宇宙中比比皆是,但當(dāng)科學(xué)家在1910年代首次提出黑洞存在時,它們并不被接受。

        愛因斯坦在1915年首次提出了他著名的場方程,德國科學(xué)家卡爾·施瓦茨柴爾德在僅僅一年后就找到了一種數(shù)學(xué)描述黑洞的方法。然而,這種描述是如此奇特,以至于那個時代的頂尖科學(xué)家拒絕相信黑洞實(shí)際上存在于自然界中。人們花了50年的時間才開始認(rèn)真對待黑洞——直到1967年才發(fā)明了“黑洞”一詞。

        蟲洞也可能發(fā)生同樣的情況??茖W(xué)家可能需要一段時間才能就它們是否存在達(dá)成共識。但如果他們確實(shí)找到了強(qiáng)有力的證據(jù)表明存在蟲洞——他們可以通過觀察恒星軌道上的奇怪運(yùn)動來做到這一點(diǎn),這一發(fā)現(xiàn)將影響科學(xué)家如何看待和理解宇宙。

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