星際戰(zhàn)艦科學(xué)大廳已經(jīng)坐滿了人,,響著一片嗡嗡的說話聲,。
天佑沿著通道向前走,,無意中聽到一點(diǎn)他們之間的對話,,他們的英語都很地道,,卻搞不清楚國籍,。
地球杰出物理學(xué)家愛因斯坦-羅森橋入口的特性與史瓦西黑洞(Schwarzschild black hole)的描述恰好相符:一個(gè)由物質(zhì)組成的球體,,密度大到連光也無法從它的引力場中逃逸,。
天文學(xué)家認(rèn)定黑洞是存在的,,認(rèn)為大質(zhì)量恒星核心坍縮之后就會形成它們,,所以黑洞可以同時(shí)是蟲洞,亦即星際旅行之門嗎,?
數(shù)學(xué)上來說,,可能可以——但是沒人能活著完成這次星際旅行。
在史瓦西模型中,,黑洞的核心是一個(gè)奇點(diǎn),,一個(gè)具有無限大密度的、中性的,、靜止的球體,。
如果計(jì)算了如果三維空間中兩個(gè)相距遙遠(yuǎn)奇點(diǎn)跨越更高維度相連會發(fā)生什么——形象一點(diǎn)兒說,,就是兩個(gè)史瓦西黑洞通過隧道相連。
這樣的蟲洞天生就不穩(wěn)定,,這樣的隧道可以形成,,但是很快就會收縮“夾止”(即從中收縮斷開),重新形成兩個(gè)獨(dú)立的奇點(diǎn),。
這個(gè)過程非??欤淼缽男纬傻綌嚅_的時(shí)間如此之短,,以至于連光都來不及從中穿過,。
而且如果宇航員想要從中通過的話,必然會遇到其中的一個(gè)奇點(diǎn)——
這是件必死無疑的事情,,因?yàn)槠纥c(diǎn)巨大的引力會將任何一個(gè)試圖靠近的人撕得粉碎,。
索恩也在這部電影的配套書籍《星際穿越中的科學(xué)》中寫道:
“任何試圖穿越(蟲洞)的人或物都會在夾止過程中被毀滅?!?p> 如果黑洞轉(zhuǎn)起來,,形成一個(gè)克爾黑洞呢?
當(dāng)然我們還有選擇的余地:廣義相對論認(rèn)為還有可能存在著一種轉(zhuǎn)動著的克爾黑洞(Kerr black hole),。
與史瓦西黑洞中的球體不同,,克爾黑洞中的奇點(diǎn)是一個(gè)環(huán)。
有一些模型認(rèn)為,,人可以舒服地從這個(gè)環(huán)的中間通過,,就像籃球通過籃筐那樣。
但是索恩對此觀點(diǎn)有諸多異議,。在他發(fā)表的一篇關(guān)于穿越蟲洞的論文中,,他提出克爾黑洞的喉部具有一個(gè)非常不穩(wěn)定的區(qū)域,叫做柯西視界(Cauchy horizon),。
數(shù)學(xué)告訴我們,,任何物質(zhì),包括光,,試圖通過這一視界的時(shí)候,,這個(gè)通道都會坍縮,而且即使通過什么特殊的途徑使得這個(gè)蟲洞穩(wěn)定下來,,量子理論告訴我們蟲洞里也將充滿各種高能粒子,。
涉足克爾黑洞,你會被炸得像薯片一樣脆,。
如果再加入一些量子理論呢,?
現(xiàn)在的關(guān)鍵是,經(jīng)典引力理論尚未與量子理論完美結(jié)合——雖然有很多研究人員試圖搞定它,但是用數(shù)學(xué)來表示量子世界依然很難實(shí)現(xiàn),。
不過在一方面,,普林斯頓大學(xué)的胡安·馬爾達(dá)西那(Juan Maldacena)和斯坦福大學(xué)的倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)認(rèn)為,蟲洞可能是量子糾纏態(tài)的物理表現(xiàn)——這種狀態(tài)下的物體不論距離多遠(yuǎn)都是相互關(guān)聯(lián)的,。
愛因斯坦曾譏諷量子糾纏為“鬼魅般的超距作用”,。
并拒絕接受這一理念,但是很多實(shí)驗(yàn)告訴我們量子糾纏是真實(shí)存在的——這一現(xiàn)象甚至在商業(yè)上都得以應(yīng)用,,例如在銀行交易時(shí)用以保護(hù)在線傳輸?shù)陌踩浴?p> 根據(jù)馬爾達(dá)西那和薩斯坎德的理論,,大量的糾纏態(tài)變化會改變時(shí)空的幾何形態(tài),以糾纏態(tài)黑洞的形式形成蟲洞,,但是這個(gè)版本的蟲洞并不會使星際穿越之門,。
“這些蟲洞并不能讓你超光速航行,”
馬爾達(dá)西那表示,,“但是它可以讓你與蟲洞里的人見面,,當(dāng)然得提前警告你們,兩邊的人會同時(shí)死于引力奇點(diǎn)的作用,?!?p> 人能活著穿越蟲洞嗎?
花朵狀的永恒號太空船正在接近蟲洞
除了黑洞,,我們還有其他的選擇嗎,?
所以,黑洞是個(gè)大問題,。
那,,蟲洞可能是什么?哈佛-史密森尼天體物理中心的阿維·勒布表示其實(shí)要形成一個(gè)蟲洞的話,。
我們還有很多可能性:“因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還沒有一個(gè)理論可以很好地將廣義相對論與量子理論統(tǒng)一起來,,所以我們還不知道能夠形成蟲洞的時(shí)空結(jié)構(gòu)都有哪些可能性。
還有一個(gè)問題,。索恩在工作中發(fā)現(xiàn),,符合廣義相對論的任何類型蟲洞都會坍縮,除非它是由具有負(fù)能量的“奇異物質(zhì)”支撐著的,。
他認(rèn)為我們有證據(jù)表明奇異物質(zhì)的存在,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)表明真空中的量子漲落似乎會產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓,。
就像兩面緊靠著的鏡子一樣,。勒布還表示,我們觀察到的暗能量可能進(jìn)一步暗示著宇宙中奇異物質(zhì)存在的可能性,。
“縱觀宇宙近代史,,不難發(fā)現(xiàn)河外星系都在遠(yuǎn)離我們而去,而且速度越來越快,就像是受到了反重力的作用一樣,,”
勒布表示,,“如果我們認(rèn)為宇宙中充滿具有負(fù)壓力的物質(zhì),就可以解釋宇宙的加速擴(kuò)張……就像是我們制造一個(gè)蟲洞所需要的那種一樣,?!?p> 當(dāng)然,這兩位科學(xué)家都認(rèn)為,,自然形成一個(gè)蟲洞需要的奇異物質(zhì)太多了,,而且只有高度發(fā)達(dá)的文明才有可能收集足夠的奇異物質(zhì),來維持蟲洞的穩(wěn)定,。
當(dāng)然其他的物理學(xué)家并不太相信這一觀點(diǎn),。
“我認(rèn)為一個(gè)穩(wěn)定的,可以穿行的蟲洞的存在會讓人十分困擾,,因?yàn)檫@與已知的物理學(xué)定律相違背,。”慕容曉曉有些失望的低頭不再言語,。
宇宙戰(zhàn)艦物理研究所的薩賓·霍森菲爾德對此次蟲洞穿越的可行性更加懷疑:“我們目前沒有任何證據(jù)表明它(奇異物質(zhì))存在,。實(shí)際上很多人都認(rèn)為它不可能存在,因?yàn)槟菢拥脑捳婵站蜁环€(wěn)定,?!?p> 即使奇異物質(zhì)存在,想要漂亮地穿越蟲洞,,可能也不是那么容易的事情,。
實(shí)際的效果可能取決于蟲洞周圍的時(shí)空曲率,以及蟲洞中的能量密度,。
霍森菲爾德表示:“這里發(fā)生的情況可能和在黑洞里發(fā)生的差不太多:潮汐力太大,,會將試圖穿越的人撕碎?!?