虫洞是什么_虫洞真的存在吗_虫洞之谜

虫洞是什么_虫洞真的存在吗_虫洞之谜 虫洞的概念早已成为小说故事情节需要跨越大尺度空间的标配。当然,回到现实的物理世界中,无论是从理论上还是从观测上都没有明虫洞的存在。虽然虫洞是科幻小说家的宠儿,但虫洞概念的提出确实是严肃的物理学家。以下是搜集并整理的有关内容,希望在阅读之余对大家能有所帮助! 虫洞是什么_虫洞真的存在吗_虫洞之谜 虫洞(Wormhole)又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年奥地利物理学家路德维希?弗莱姆首次提出的概念,20世纪30年代由爱因斯坦及纳森?罗森在研究引力场方程时假设,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。 “虫洞”是什么? 虫洞就是连接两个遥远时空的多维空间隧道。其实,虫洞仅仅存在于广义相对论的数学公式里,并没有人在天文观测中实际观测到虫洞,也没有人掌握虫洞实际存在的实验证据。 据科技日报报道,1916年,爱因斯坦广义相对论发表后的几个月,史瓦西在爱因斯坦引力场方程里发现了著名的“史瓦西解”。同年,弗拉姆对其数学推导过程进行重新诠释以后,揭示出它的虫洞本质。1935年,爱因斯坦和其学术助手罗森在一篇中,把连接宇宙中两个遥远区域之间的假想通道称为“桥”,后来被人们称为“爱因斯坦- 罗森桥”,其实也就是“虫洞”。 据北京日报报道,20世纪50年代,美国物理学家约翰?惠勒和他的小组用不同的数学方法对此进行了广泛的研究,他把这种特殊的空间隧道形象地称为“虫洞”。我们经常可以看到这样的比喻,如果把三维空间比作一个二维的苹果的表面,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这个苹果上咬个洞,它就可以用更短的距离到达苹果的另一侧。这个空间两点间的捷径,就是虫洞。 宇宙如此广阔,就算人类想要到达距离银河系最近的大犬座矮星系也需要2.5万光年。如果利用虫洞原理,我们是不是也能像电影《星际穿越》中那样,穿越虫洞,迅速到达遥远的另一个地方呢? 在理论上,虫洞概念的成立也历经了重重困难,甚至倍受质疑。比如说,理论上制造和维持一个虫洞需要负能量物质的支撑,而目前已知的,只有量子物理学中的“卡米尔效益”才能提供微弱的负能量物质。也许只有高度发达的文明才能收集到足够的奇异物质,来维持虫洞的稳定。 虫洞在理论上的另一个作用是可以进行时间旅行。1988年加州理工学院的物理学家索恩与学生莫里斯发表了一项“可穿越虫洞”的研究。他们指出,虫洞不仅可以作为空间旅行的通道,还可以作为时间旅行的工具——只要让虫洞的出入口以接近光速的速度做适当的运动,就可以将虫洞转变成“时光机”。这项发现无疑使科幻迷们沸腾,并为很多科幻小说提供了素材。不过,对这项研究持反对意见的人也 不在少数,比如它的反对者之一——著名物理学家霍金。他认为虫洞的特性并不符合宇宙的基本法则。如果可以进行时间旅行,将会引起一些无法解决的悖论,比如一个人不可能回到过去并杀死以前的自己,他也不能阻止某些重要事件的发生,从而改变已经成为事实的历史。假如时间旅行是可行的,那么为什么在我们周围尚未出现来自未来世界的时间旅行者呢?这么说的话,最有可能的原因就是时间旅行在整个时间长河中从来没有出现过。 总之,关于时间旅行的问题确实引起了很多物理学家的兴趣,而且有不少顶尖大学的教授在对这个课题进行深入研究,但是就可行性来讲,时间旅行很可能只是一种幻想。 虫洞,真的存在吗? 在电影《星际穿越》中,未来地球已经被狂躁的沙尘暴摧毁;宇航员库珀奉命飞往外太空,通过土星附近的一个虫洞飞往宇宙另一端,寻找人类适合居住的新星球。片中土星旁边一个美丽的球状物体就是虫洞,宇宙过于广阔,从地球到达新的星球,飞船仅仅超越光速还不够,还需要一个扭曲时空的虫洞。 李磊,虫洞是在广义相对论中容许存在的一种特殊结构,它可以把时空中的两个点直接连接起来,不管这两点在空间距离上或时间间隔上相距多远。对它的简单理解,就如同一张纸上相隔较远的两个点,通过折叠将两点重合在一起。 利用虫洞的特性,我们就有可能在较短的时间内完成远距离的空间旅行,或者进行时间旅行。不过,我们还没有在天文观测中找到虫 洞存在的实验证据。在理论上也还存在各种各样的困难。例如,制造和维持虫洞可能需要具有负能量的物质。 如果定义真空所具有的能量为零,那么我们通常提到的所有物质和它们的运动形式都具有正能量,负能量就是能量比真空还低。现在知道,只有量子物理中的卡西米尔效应可以提供非常微弱的负能量。所以,虫洞能否存在或制造出来,在理论上还要等待完全量子化的引力理论来作出判断。 虫洞为啥叫虫洞?从苹果表面的一个点到另一个点,走的是一条弧线,但假如有一条虫子在两点之间蛀出一条通道爬过去,就可以走距离短得多的直线了。而我们所在的三维宇宙,就是苹果的表面。 这个形象的概念,在1957年正式诞生,1985年首次出现在科幻小说中——这部大名鼎鼎的小说,就是卡尔?萨根所作、后来被拍成了电影的《接触》。值得一提的是,正是《接触》的流行,使物理学家对虫洞产生兴趣,进行了更深入的研究——作为科学与文学的结晶,科幻,就是以这样的方式反哺着“父母”。 如今,在物理学意义上的虫洞有着多种模型,而在科幻小说和影视中,虫洞大都是以“交通要道”的面目出现的。这样的设定,表现了人们探索的欲望和对星空的向往。古往今来,人类一直在不断开拓自己的领地,向着未知的远方进发。我们的脚步,从非洲的一个原始部落迈出,踏遍了一块大陆,再跨越海洋或天空,覆盖了整个地球,最终将目光投向了浩渺宇宙。从这个意义上来说,虫洞,不仅仅是一条捷径,更代表了一个梦想。它所通往的,不仅仅是明确的目的地,更 是无限新奇的未知世界。 有趣的是,在虫洞概念诞生的同一年,苏联发射了人类的第一个航天器,向遥远的外太空迈出了第一步。这,难道不是一个必然的巧合吗? [虫洞是什么_虫洞真的存在吗_虫洞之谜]