物理学家说他们已经想出太空船能如何穿越虫洞的方法
一个实体,像是一个人或一艘太空船,理论上可以在黑洞中心穿越虫洞,而且物理学家认为什至可能可以进出在另一端的宇宙。逻辑延伸的星际地区是什么样子,那里是气候变迁摧毁地球的灾难之后,太空人试着要找到的另一个宇宙。假如一张椅子、一位科学家和一艘太空船到达黑洞的球面虫洞里,物理学家已经塑造出会发生什么事。
来自葡萄牙里斯本大学(University of Lisbon in Portugal)的小组成员之一Diego Rubiera-Garcia说:「我们所做的是重新考虑一个基础问题,重力和时空底层结构之间的关系。
」「实际上,我们放掉一个约束广义相对论的假设。
但是没有一个先验理由( priori reason),让它约束这个理论的延伸。
」所以,让我们先往后退一步,并且详细检查一些基本知识。
根据爱因斯坦的广义相对论,奇异点 (singularity)位于黑洞的中心,在这一点的重力是最强烈的,而且时间和空间停止作用。
看:什么是虫洞假如一个物体接近黑洞的事件视界(event horizon),由于重力的极端潮汐力游戏于黑洞里,它会在一个方向被压碎,而在另一个方向被拉长。
如果物体维持不受到伤害的时间够久,让它到达黑洞的中心,它将会是无限的细长:基本上,它会被义大利面化的面目全非 (spaghettified beyond recognition)。
物理学家一直和黑洞中心假设的一个奇异点厮混了好几年,因为任何的可能性在理论上都行得通,直到我们能实际证明它存在。
在今年稍早,来自英国剑桥大学的物理学家,争论着没有理由为什么奇异点一定要在黑洞里。
他们认为在一个5度或更高维度的宇宙里( 对我们来说是不可能的 ),一个不受制于事件视界的'赤裸(naked)'奇异点可能存在。
当然,就我们目前了解的物理定律如何统治我们的宇宙而言,这代表着很重大的事件,因为它基本上需要爱因斯坦的广义相对论是错的。
回朔到一月,小组成员Saran Tunyasuvunakool说:「如果赤裸的奇异点存在,广义相对论会失效。
然而,如果广义相对论失效,它会把事情搞得一团糟,因为它将不再有任何预测功效,它可能不再被考虑为一个单独的理论来解释宇宙。
」如果你觉得你是在黑洞里,不要放弃,会有一个出口的。
爱因斯坦是错的,这也不是不可能。
史帝芬霍金在广义相对论出现与黑洞的量子力学牴触这方面,已经持续争论了几十年,一个被称为讯息悖论(information paradox)的问题。
所以,广义相对论规定的假设,不是一成不变的。
来自Rubiera-Garcia小组的新研究,争论着如果你把奇异点从黑洞移走,取代你在黑洞中心得到的,是一个有限尺度的虫洞。
于是,如果让不同的物体(一张椅子、一位科学家和一艘太空船)在事件视界后面,并且进入虫洞,他们明白会发生什么事。
这些物体会被认为是'观察者(observers)'。
他们塑造这些观察者成为被物理或化学交互作用所连接的点集成,在物体沿着测地线(geodesic line)行进的时候,把每一件东西抓在一起。
测地线只不过是在时空里,自由落体沿着它行进的路径。
Rubiera-Garcia说:「每一个观察者的粒子沿着被重力场决定的测地线行进。
每一个测地线感受到些许不同的重力,但物体成分间的交互作用可能仍然支撑着物体。
」发表于古典和量子重力 (Classical and Quantum Gravity)期刊,藉由光线在物体两处的来回,所花的时间总是有限,研究人员展示这个测地线。
这意味着有限的力,不管有多强,在一个实体穿越虫洞时,可以补偿接近虫洞以及在虫洞内重力场的冲击。
他们解释:「因此,物体不同部位将依然建立物理或化学交互作用,因果关系依旧是一直应用在虫洞入口的两端。
」所以,当广义相对论预测一个物体在接近黑洞时,将会沿着一个方向被压碎,而在另一个方向无限延伸。
如果我们假设黑洞中心是一个半径有限大的虫洞,这个物体就只能被压碎成虫洞那样的大小。
这意味着根据Rubiera-Garcia的假设,一个物体可以在穿越虫洞的行程中存活,并且从另一端出来,而且可能到另一个宇宙。
在技 术上是不会受到伤害的,但它会被压碎到有限度虫洞的大小,至少它不是完全被摧毁,对吧?Rubiera-Garcia和他的小组在一篇观点文章中讥讽:「对于一个理论物理学家,观察者痛苦的经历是可接受的(甚至可以考虑为实验家工作的一部分),但完全毁灭是不可接受的。
」在我们想出如何真的看见黑洞之前,所有这一切将完美保存,并且如实地在纯假设的领域。
但我们正开始在领会,黑洞可能不是我们所想的可怕的、消灭存在的死亡陷阱。
如同霍金在2015年8月一项会议上所说有关讯息悖论的解决方法:「这场演讲的信息是,黑洞并不是像它们被画的一样黑,它们不是一度被认为的永久监狱…如果你觉得你是在黑洞里,不要放弃,会有方法出去的。
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