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虫洞。宇宙之门还是神话?

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在克里斯托弗·诺兰令人兴奋的电影《星际穿越》中,有一个非常有趣的情节:约瑟夫·库珀和阿米莉亚·布兰德乘坐的“坚忍”号宇宙飞船的船员们穿过了一个神秘出现在土星附近的虫洞。这个“洞”成为连接我们的太空区域与位于遥远星系的另一个行星系统的门户。其中可能包含几个潜在的宜居行星。

显然,诺兰希望他的电影能够以最先进的科学知识为基础,利用虫洞、外星行星、黑洞和时间相对论的悖论效应等有趣的现象。它必须是真实的,以至于导演决定聘请著名的美国天体物理学家基普·索恩来开发他的剧本。

虫洞的存在是可能的

尽管迄今为止还没有虫洞的经验证据,但科学界并没有排除它们的存在。《星际穿越》是第一部重现该物体的电影。更重要的是,他是根据索恩所做的数学计算来做到的。

然而,在一篇题为《星际穿越中的虫洞可视化》的关于电影虫洞的文章中,索恩指出,根据目前的知识,“可穿越的虫洞在我们的宇宙中自然存在的可能性极小。”

另外,对于影片中所展现的可能性(一个非常先进的文明在土星附近放置某种太空“捷径”,以便人类更容易找到像地球这样的新行星),索恩也并不乐观。除此之外还应该补充一个事实,即现代太空探索技术非常“慢”。不仅是我们的银河系,甚至是今天的太阳系,当然还有明天的巨大距离,也无法在短时间内被克服。而虫洞技术简直就是科幻小说里的用法,让英雄毫无困难地从A点移动到B点。

索恩知道虫洞是一种不太可能存在的东西。但他无处可去。影片中的英雄们必须发现自己处于完全特殊的境地。非常快。而且非常简单。



虫洞,概念

但虫洞到底是什么?

正如阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森曾经相信的那样,时空在某些条件下可以弯曲,从而使两个遥远的地方通过一种最短路径(即虫洞)连接起来。

这种现象的存在可能与黑洞有关。

众所周知,黑洞是一种宇宙物体,其引力如此之大(由于其巨大的质量),甚至光(以每秒30万公里的速度传播)也无法抵抗它的吸引力。黑洞的核心是由于其内部所有物质被压缩而形成的,被称
为奇点。一些科学家认为,正是在这个奇点中,它被认为是无限密集的,并且具有科学未知的物理定律,虫洞可能就位于其中。也就是说,通往另一个宇宙的大门——另一个黑洞的另一个奇点。

对此还有另一种假设。她认为,在虫洞可能与另一个宇宙相连的地方,不是黑洞,而是白洞。这个假想的物体与黑洞相反。它是一个发射能量并抛出物质而不是吸收物质的物体。

宇宙之间的门

基普·索恩(Kip Thorne)在前面提到的科学文章中冷漠地说,目前还没有已知的虫洞形成机制。

此外,根据这位物理学家的说法,任何最初没有虫洞的创造都需要改变空间的拓扑结构。在非量子经典物理学中,这意味着负能量和闭合时间曲线的存在。此外,虫洞的喉部必须存在外来物质,以防止虫洞因不稳定而迅速缩小。



穿越空间的快速方式

史蒂芬·霍金相信虫洞的存在原则上是可能的。事实上,库尔特·哥德尔在 1948 年发现的广义相对论方程的解证实了这一点。然而,这样的理论并不适合我们生活的宇宙。因为这些方程没有考虑到它正在膨胀的事实。

这位伟大的英国科学家同意,在合理的时间内(想想广阔的太空距离)从银河系的一个部分到达另一个部分的“唯一方法”是弯曲时空,从而出现虫洞。他曾经说过,这条通道“可以连接银河系的两侧,并作为从一侧到另一侧并再次返回的捷径”。他还严肃地补充说,这些漏洞“对于未来的文明来说是很容易进入的”。

目前,科学界正在幻想虫洞存在的可能性,正如我们在诺兰的电影等电影中看到的那样。你知道,事实上,如果有一件事没有困扰爱因斯坦,那就是想象力的可能性,它先于知识。他认为这很正常。

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