即便光速飞船飞去比邻星都要4年,遥远宇宙空间遥不可及,太阳系里有没有虫洞?

性感傻妞


在硬核科幻电影《星际穿越》中,地球上发生了枯萎病,可能不再适合人类继续生存下去,因此一些先遣军就出发去寻找新的家园。主角库伯一行人就穿过了土星周围的虫洞,去到遥远的可能宜居的行星,这颗行星正在绕超大质量黑洞运行。

虫洞是一种特殊的时空结构,是爱因斯坦广义相对论研究和预言的内容,因为时空弯曲的存在可能导致不同时间不同空间的两个点连接到一起,穿越这个通道类似于一条捷径。是爱因斯坦和其助手罗森一起研究的,因此又被称为爱因斯坦-罗森桥。


如果太阳系内存在虫洞,那就可以实现穿于时空进行星际旅行了,距离我们最近的比邻星在4.22光年之外,通过虫洞可以快速到达比邻星。有一种说法认为虫洞是连接黑洞和白洞的一种通道,如果虫洞是类似的结构那么在太阳系内是不可能存在的。首先这种引力异常我们会轻松的探测到。


还有一种说法认为虫洞是微观世界的一种时空隧道,它们的尺寸非常小。如果要想通过虫洞实现时空穿梭,那么要保证虫洞的直径大于1光年,这才能保证我们在穿越虫洞的时候不会被潮汐力撕碎。撑开冲动需要的是大量的负能量,目前我们根本实现不了。太阳系的半径大约为一光年,如果存在一个直径为一光年的虫洞,那么太阳系就被撑破了。
当然这是人类未来进行星际航行的一个可能性,也许是唯一的一个,因为我们的速度是有限制的达不到光速,而宇宙又这样广阔。太阳系的半径为一光年,银河系的直径为20万光年,可观测宇宙直径大约是930亿光年。传统意义上仅靠光速实现不了星际旅行。


科学黑洞


浩瀚无边的宇宙总是令人神往,人们希望能有朝一日去星际旅行,但宇宙过于广袤,即使是乘坐光速飞船到比邻星都要4年,在宇宙中(含太阳系)到底有没有穿越时空“捷径”呢?在1935年,阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森告诉我们,从理论上说这样的捷径是有的,那就是虫洞。这两位杰出的物理学家认为宇宙中有三种洞:虫洞、白洞和黑洞。

什么是虫洞?

在物理学中,虫洞是一个假设的时空拓扑特征,从根本上说,它是穿越时空的“捷径”。理论上,虫洞就像一条隧道,两端分别位于时空的不同点上。1935年,阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森在1935年首次提出了虫洞的概念。他们认识到广义相对论允许存在“桥”,最初称为爱因斯坦-罗森桥,现在称为虫洞。这些时空管充当连接遥远时空区域的捷径。

请看下面的图片,它显示了虫洞是如何将黑洞与白洞连接起来的。

到目前为止,在宇宙中还没有观察到虫洞的证据,但是在理论层面上,对包含虫洞的广义相对论方程有有效的解。但是,假设广义相对论是正确的,可能会有虫洞。


什么是白洞?

在广义相对论中,白洞是一个假设的时空区域,它不能从外部进入,但物质和光可以从中逃逸。从这个意义上说,它是黑洞的反面,黑洞可以从外部进入,但是任何东西,包括光,都不能从中逃脱。(然而,理论上,旅行者有可能进入一个旋转的黑洞,避开奇点,进入一个旋转的白洞,让旅行者逃逸到另一个宇宙中。

  • 白洞出现在永恒黑洞理论中。除了将来的黑洞区域外,爱因斯坦方程的这种解在过去也有一个白洞区域。
  • 然而,这个区域不存在于通过引力坍缩形成的黑洞中,也不存在任何已知的物理过程,通过这个物理过程,白洞可以通过无法形成OLE。

像黑洞一样,白洞也具有质量、电荷和角动量等性质。它们像其他物质一样吸引物质,但是落向白洞的物体实际上永远不会到达白洞的事件视界。有理论表明,白洞是由起源于另一个宇宙黑洞的物质创造出新的宇宙的。

什么是黑洞?

根据广义相对论,黑洞是一个空间区域,任何东西,包括光,都不能从中逃脱。它是由非常紧凑的质量引起的时空凹陷的结果。黑洞周围有一个不可探测的表面,它标志着一个不返回的点,叫做视界。它之所以被称为“黑色”,是因为它吸收了撞击它的所有光线,没有反射任何东西,就像热力学中完美的黑色物体一样。在量子力学理论下,黑洞具有温度的,并通过反质子的缓慢耗散而发出霍金辐射。


尽管黑洞内部不可探测,但通过它与物质的相互作用可以观察到它。黑洞可以通过跟踪一组围绕空间某一区域运行的恒星的运动来推断。或者,当气体从伴星或星云落进恒星黑洞时,气体会向内旋转,加热到极高的温度,并发出大量的辐射,这些辐射可以从地球和绕地球轨道运行的望远镜中探测到。

天文学家已经确定了许多恒星黑洞候选者,并在每个星系的中心发现了超大质量黑洞的证据。在观察了附近恒星16年的运动之后,2008年天文学家发现了令人信服的证据,即一个拥有400多万太阳质量的超大质量黑洞位于银河系中心的人马座A*区域附近。


黑洞是如何形成的?

大多数黑洞是当一颗被称为超级巨星的巨星,比我们自己的太阳大至少20倍,死后留下的质量至少是一个太阳质量时形成的。当恒星耗尽氢或其他核燃料燃烧并开始坍塌时,它们就会死亡。

一颗超级巨星的死被称为超新星。恒星通常处于平衡状态,这意味着它们正在产生足够的能量,使其质量在引力的作用下向外推。当恒星耗尽燃料来产生能量时,引力就会接管。引力很快地将恒星的中心向内拉(如此之快,以至于在一秒钟内它必须重复几千次),然后它就缩成一个小球。坍塌如此之快和剧烈,以至于产生冲击波,导致恒星的其余部分向外爆炸。当引力将恒星向内推时,恒星中心的压力达到了一个极端水平,使得像铁和碳这样的重分子相互作用,释放出核能。在很短的时间内(大约一个小时),恒星释放的能量的速率非常之快,以至于超过了整个星系。


中心的球是如此的稠密(在一个小空间或体积的很多质量),以至于如果你能以某种方式挖出一茶匙的物质并把它带到地球上,它会沉到行星的核心。如果原来的恒星足够大,那么这个密度很高的球被称为奇点,即黑洞的核心,但如果不是奇点,它将变成中子星或矮星。

即使没有超新星,只要在一个小空间中有大量的物质,没有足够的能量对抗重力,阻止它崩溃,黑洞就会形成。如果超新星如此明亮,为什么我们不经常看到它们?实际上,在肉眼观察超级新星之间通常有几百年的时间。这是因为在一颗恒星的生命周期中,作为一个超级新星的周期,在一颗恒星生命周期的数十亿年中,只有几个小时。观察天空中的一颗恒星和处于超新星状态的概率(几率)等于数十亿年来一小时的比率。


值得一提的是,使地球上的生命成为可能的所有较重的物质,如碳、氧、所有金属等,是所有生物的组成部分,只能在超新星中心的极端压力下形成。所以我们都是几十亿年前一颗爆炸恒星的残余灰烬。

在宇宙中每个主要星系的中间也发现了黑洞。这些被称为超大质量黑洞,是最大的黑洞。它们形成于宇宙很小的时候,也帮助形成了所有的星系。

一些黑洞也负责制造类星体。类星体发生在黑洞消耗其周围所有气体的时候。当气体接近黑洞本身时,它从一个叫做摩擦的过程中被加热,并且发出如此明亮的光,以至于可以在宇宙的另一边看到这种光。它通常比类星体所在的整个星系还要亮。当天文学家第一次发现类星体时,他们认为他们发现了离我们很近的物体。在使用了一种叫做红移的测量技术之后,他们发现这些类星体实际上离宇宙很远。

综上所述,就目前的科技水平,科学家们仅仅证明了黑洞是存在,而虫洞和白洞还没有观察到相关的证据,只是理论上存在,仅仅是一个理论假设。也许,随着人类太空科技水平的提高,虫洞和白洞都会被科学家证实其真实存在,到那时,跨越太阳系,实现星际旅行将不再是梦想。


科技领航人


我理解的虫洞是空间极度弯曲达到折叠程度后的交汇位置。实际的虫洞就不会是一个“洞”,二维空间折叠交汇的位置在三维空间的表现为一个“洞”。

三维空间折叠后交汇成为一片区域。在《星际穿越》中,虫洞是一个球,但我想虫洞会是一个立体的区域,但不会是那么完美的球。还有,虫洞不会与周围的区域有肉眼可见的那么明显的分界线。因为空间的折叠不会产生那么强烈的光学现象,除非旁边有个明亮的星体存在。举个例子:引力波就是一种空间扭曲现象,但无法用肉眼看到。

回到你的话题,“太阳系里有没有虫洞?”虫洞是一种理论上存在的客观事物,不要神秘化。但是,虫洞能不能自然产生可是个巨大的问号,就目前的能力是无法探测的。另外,引力波的产生都需要恒星级的能量,而虫洞属于引力波的极端形式,需要多么大的能量呢?不得而知。

所以,太阳系可能无法自然产生虫洞。但如果存在高维生物,在低维度制造个空间折叠似乎轻而易举。就像我们折叠一张纸一样。算了,越说越科幻了。


山城茶客


所谓虫洞是指一种时空曲率特别大的空间区域。广义相对论告诉我们,时间、空间不是孤立的客观存在,它们是与物质相互依存存在;没有无物质的时空,也没有无时空的物质;时空的属性由物质决定,由物质密度决定,或者说,物质、时间、空间,它们由其结成的拓扑,“互相决定”、自洽决定,结成自洽、守恒、完备形式。

也就是说,物质密度越大,它将把时空“扭曲”的越厉害,即在其周围附近的时空曲率越大。当时空曲率大到一定程度时,物质间相互作用速度将超光速,事物的信息传递速度超光速,事件的传递速度超光速。这时,这种时空中存在的这种“事件速递通道”,就是所谓的虫洞,人们经历的事件一旦进入虫洞,则其将超光速转移到虫洞出口。

虫洞只有在极强引力时空中才有可能出现,就像天空中的闪电需要极端天气条件,虫洞一般只能出现在黑洞等强引力空间,而且是随时变化的、可遇不可求的。太阳系中引力太弱不可能有虫洞。人造虫洞需要粒子碰撞能量极高,瞬间碰撞下产生极高密度物质,在其碰撞点附近形成微黑洞时空。这种时空虫洞传信速率也是有限的,转移一个人的信息量,很难!


谭宏21



傲翔鹰


所谓的虫洞其实就是维度穿越。很多个四维空间同时存在一个五维空间里。所以要实现维度穿越并不需要超距离旅行,任何点都有其他维度存在,只是看用什么科技手段打开。有一部电影可以看看,好像叫《星际旅行》


膏滋膏方OEM


浩瀚的宇宙时空实在是大到人类无法想象,难免让渺小的人类引发巨物恐惧症。人类科技对于探索宇宙实在是蚍蜉撼树无能为力。即便现在飞行最远的人类探测器旅行者1号想要飞出太阳系还得再要几万年,那时候人类是否健在都成问题。所以,光速飞行是人类的梦!根据狭义相对论,光速飞行的飞船质量将是无穷大,哪怕整个宇宙的能量也不够!让我们做个梦吧,假如我们真的实现光速飞行,那么登上飞船的那一刻就是生离死别。根据狭义相对论的钟慢效应,天上一日地上千年。即便你去一趟最近的恒星系,你的亲人也作古百年了……即便有虫洞能够跨越时空,连接的白洞是喷发,人类从中出来时候应该是弥散态的穿越时空的粒子了。


一身正气死你


就目前科技来看,还没有虫洞的证明,只是有理论方向。


俗雅科学


不仅太阳系没有虫洞,整个宇宙也不会有虫洞,虫洞的说法只是爱因斯坦和罗森的猜想,仅仅是猜想而已。


昊田2


目前不会有的,这还只是一种猜想,需要更多的事实去验证,但是以人类目前的科学进展而言,距离虫洞的验证还十分遥远。目前为止还没有星际旅行的办法,最快的速度也只能达到光速的1/40,并且还是一种假设,根本不可能实行。目前人类只能进行太阳系内部探索


分享到:


相關文章: