新理论:“虫洞”可能存在,但并非是太空旅行的捷径

新理论:“虫洞”可能存在,但并非是太空旅行的捷径

据我们所知,爱因斯坦的广义相对论是解释宇宙的最好方法。它的解决办法一再受到观测结果的检验,它继续取得胜利。但这也是一个复杂的理论,它允许解决方案的存在,这与我们在宇宙中看到的完全不同。

其中一个解决方案被称为爱因斯坦-罗森桥(Einstein-Rosen bridges),或者更常见的虫洞,是一种在时空中连接两个独立点的方法。研究人员Daniel Jafferis现在提出了一种方法,这种虫洞可能是稳定的,并且存在于我们的宇宙中。只有一个问题:它们实际上不会是捷径。他在2019年4月于丹佛举行的美国物理学会(American Physical Society)会议上发表了研究结果。

“穿过这些虫洞需要的时间比直接进入要长,所以它们对太空旅行不是很有用,”哈佛大学(Harvard University)物理学家贾佛瑞斯(Jafferis)在一份声明中说。“这项工作的真正重要性在于它与黑洞信息问题的关系,以及重力和量子力学之间的联系。”

传统的解决方案有虫洞,也被称为永恒的黑洞,因为它们本质上是不稳定的,所以会形成并坍缩。稳定它们的方法包括使用具有负能量的外来物质。鉴于目前还没有发现这样的东西,它们被认为“有趣但不太可能”。

Jafferis的虫洞有一个不同的设置。虫洞的两端是黑洞,它们纠缠在一起,这意味着它们处于一个量子态,一个黑洞的变化会导致另一个黑洞的变化,即使它们相隔很远。

这种特殊的设置允许稳定的虫洞和光可以通过它们,但它需要比如果它是在系统外更长的时间。这种方法还有另一个重要的结果。有了它,就有可能从黑洞中提取信息,这一问题困扰了物理学家几十年。

量子力学和相对论不能很好地结合在一起,在黑洞中,信息悖论清楚地说明了这一点。一旦粒子穿过视界,与落入黑洞的粒子有关的物理信息就会消失。这在量子力学中是不允许的。这个悖论有几个解决方案,但许多人认为,只有当我们构建一个既能包含相对论又能包含量子力学的理论时,我们才能解决它。

Jafferis的工作就是这样定位的:找到一种将引力纳入量子力学标准公式的方法。


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