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虫洞或是穿越时空的稳定捷径

[日期:2021-11-25]

  “山有小口,仿佛若有光。便舍船,从口入。见渔人,乃大惊,问所从来......问今是何世,乃不知有汉,无论魏晋。”在陶渊明的名篇《桃花源记》中,一个捕鱼人意外走进了一个山洞,进去之后发现里面的人还停留在秦朝。离开桃花源后再来寻找洞口,却怎么也找不见了。

  桃花源是陶渊明想象中的一个美好世界,但按照现在的科学来说,这个捕鱼人可能是进入了“虫洞”。虫洞(Wormhole)又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。

  1916年,奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出虫洞的概念。1930年爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设,认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。

  理论上,虫洞是连结两个遥远时空的空间隧道,就像是大海里面的漩涡,双马会论坛,是无处不在但转瞬即逝的。这些时空漩涡是由星体旋转和引力作用共同造成的。就像漩涡能够让局部水面跟水底离得更近一样,能够让两个相对距离很远的局部空间瞬间离得很近。

  但是,广义相对论认为,时间的流逝会影响虫洞的稳定性,即当其自然寿命走到终点,虫洞就会不可避免的走向崩塌。然而,近日,一项新研究反驳了关于虫洞会迅速坍塌的预测。该理论认为,虫洞有可能是稳定的。

  此前,爱因斯坦和罗森用史瓦西度规构建了虫洞,大多数虫洞分析都使用这一度规(用数学方法来描述的坐标)。但法国里昂高等师范学校的物理学家帕斯卡尔·科伊兰决定尝试其他方法,改用爱丁顿-芬克斯坦度规。

  结果发现,通过爱丁顿-芬克斯坦度规,可以更容易地追踪粒子通过假想虫洞的路径。粒子可以在有限的时间内穿过事件视界,进入虫洞隧道,再从另一端逃逸。在粒子轨迹上的任何一点,爱丁顿-芬克尔斯坦度规都没有失灵。

  总的来说,该研究提供了一种新思维,未来,或将有助于关于虫洞科学的深入探索。目前,相关结果“Infall time in the Eddington–Finkelstein metric, with application to Einstein–Rosen bridges”,发表在《现代物理学杂志D》期刊上。特别声明本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。1