什么是虫洞

栏目：古籍资讯发布：2023-10-18浏览：3收藏

什么是虫洞,第1张

　　中有介绍非常详细我截取了开始的一部分你可以直接去那里看

　　基本概念

　　60多年前，阿尔伯特·爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。它可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。它也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,也叫"灰道"

　　下面我为大家举个例子：

　　假如说大家都在一个长方形的广场上，左上角设为A，右上角设为B，右下角设为C，左下角设为D。假设长方形的广场上全是建筑物，你的起点是C，终点是A，你无法直接穿越建筑物，那么只能从C到B，再从B到A。再假设假如长方形的广场上什么建筑物都没了，那么你可以直接从C到A，这是对于平面来说最近的路线。但是假如说你进入了一个虫洞，你可以直接从C到A，连原本最短到达的距离也不需要了。这就是所谓的虫洞。但是由于虫洞引力过大，人无法通过虫洞来实现“瞬间移动”的可能。

　　早在20世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。

　　随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。

　　据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。

　　宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报，不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。

　　据科学家猜测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。

　　科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。

　　虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候，通过一个阿尔伯特•爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。

　　自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。

　　虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特•爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特•爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。

　　虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。

　　虫洞没有视界，它只有一个和外界的分界面，虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接，在这里时空曲率并不是无限大，因而我们可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力摧毁。理论推出的虫洞还有许多特性，限于篇幅，这里不再赘述。

　　黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章”的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在，科学家们也只是得到了一些间接的旁证。当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题，例如，一颗能形成黑洞的冷恒星，当它坍缩时，其密度已然会超过原子核、核子、中子……，如果再继续坍缩下去，中子也可能被压碎。那么，黑洞中的物质基元究竟是什么呢？有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢？如果没有斥力，那么黑洞将无限地坍缩下去，直到体积无穷小，密度无穷大，内部压力也无穷大，而这却是物理学理论所不允许的。

　　总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。

　　虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙，宇宙项是必须的，而且，在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。那么，为何目前宇宙的宇宙项变为零呢？柯尔曼说明：在爆炸以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。

　　旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。

　　最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。

　　物理学家一直认为，虫洞的引力过大，会毁灭所有进入它的东西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假设宇宙中有虫洞这种物质存在，那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端（入口），那你就会于12：00从虫洞的另一端（出口）出来。

　　黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的加强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设的，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道，所以也叫＂灰道＂。

虫洞的性质

利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候，我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要，但是由于我们研究的重点是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质，而对于一些相关的理论以及这些理论的描述，这里先不涉及。

什么是虫洞？如果他们真的存在，他们是怎么产生又是怎么运作的呢？

虫洞是链接两个空间的隧道。理论上，即使虫洞的两端相隔得非常远，它也可以让你在极短得时间内跨越遥远的距离。

如果虫洞的一端是学校，而另一端是你的家，那么通过虫洞往来于你的家与学校间就只一步之遥了。而虫洞的另一端甚至可以是另一个星系里的星球，它可以让你轻松的到达那里。

因此，虫洞非常有趣，常常出现在科幻小说中。

但问题是，在我们的认知范围内，虫洞并不存在于我们的宇宙之中。

我们没有找到任何证据证明他们存在，对于他们的形成也没有任何的解说。

但是虫洞的存在并不违背我们现有的宇宙论，所以我们可以认为虫洞在理论上是存在的。

在科学世界里，一则理论是描述现象能在现实中发生或可能发生的猜想或途径。你应该听过一百年前爱因斯坦提出的“广义相对论”，它介绍了“重力”这种让我们站在地球上、让地球绕着太阳转的东西。这则理论同样从数学角度描述了虫洞。

那么理论上，虫洞是怎么运转的呢？

首先，我们思考一种叫“时空”的东西。我们常常把它想象成一张有弹性的网布，宇宙中所有的东西都在这张网布中。

凭借对“时空”的想象，我们看到了二维平面。在这张网布上行走的人可以选择两种行动方向：向前/向后或者向左/向右。在现实中，空间是三维的：你可以上下跳跃。

事实上，还有一个第四维空间：时间。你可能不觉得“时间”是一个维度，但物理学家却是这么认为的。把所有空间维度结合起来，得到的就是“时空”。

回到虫洞的话题，想象我们要在时空网布上旅行，假设是从家里到另一个遥远的星球，即使我们乘坐宇宙飞船，这段距离也需要成千上万年甚至更久才能跨越。

但如果我们能够把这张网布折叠起来，让我们的家和这颗星球在一条直线上，再钻一个链接两层时空的洞呢？那将是一条能大大缩短旅行时间的捷径。

那么，我们可以在两层时空之间钻一个洞吗？

没有人知道要怎么做，也没有人知道虫洞是否真的能在现实中被制造出来，但单纯想一想就非常有趣了，而且这对我们探索宇宙有很大的帮助。

虫洞（或称爱因斯坦-罗森桥）是链接时空中两个点的猜想的结构。它的依据是利用雅可比矩阵和行列式求解爱因斯坦场方程的特殊解。虫洞可以被看成空间中两个点之间的隧道（例如不同地点或不同时间点）。更准确地说，它是时空连接体的超验双射，是在反德西特空间中显现出来的卡拉比-丘流形的渐进投影。

虫洞符合广义相对论，但他们是否真的存在还是未知。

虫洞可以缩短距离，大到十亿光年、小到几米距离。它可以链接宇宙或不同的时间点。

1WJ百科全书

2天文学名词

3 theconversation

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在很多科幻作品中，经常会出现一些穿越的桥段，用的最多的可能就是超光速返回过去了，但在之前的文章，我们早已反驳了这种方式（事实证明，那部分的科幻作品，尤其是一些影视剧，也大都是三流水准）。

其次就是利用虫洞进行穿越了，实际上关于虫洞穿越这回事，最早还得从当年爱因斯坦和罗森在对史瓦西时空进行研究时发现的一个“宇宙通道”，可惜的是，当时他们发现的那个虫洞并不能实现穿越功能。

在之后就是索恩等人在上世纪八十年代对虫洞的贡献，理论上找到了一些能够穿越的虫洞，而事件的起因还源自当时的著名天文学家兼小说家萨根写了一部长篇小说——《接触》，小说中有个情节是主人公通过黑洞穿越到织女星，当时萨根对这个过程拿捏不准，于是就去请教索恩，看看从黑洞穿越是否有可行性。

作为相对论专家，索恩认为想要从黑洞中进行穿越，可能性几乎为零。但如果将黑洞换为一些特殊的虫洞，似乎事情又出现了转机，为此索恩特地对此事进行了研究，并且最后还发表了论文（这样的情节似乎和前几年索恩被邀请担任科幻片《星际穿越》的科学顾问一样，为**中设计黑洞模型，考虑其科学性，最后还顺带发表了论文）。

在具体介绍这个特殊虫洞之前，我们有必要对一样我们经常看到的相对论科普进行一个讲解，该如下：

看着这个是不是感觉非常熟悉，这不就是物质压弯时空的示意图嘛？有什么好介绍的。实际上，关于这个还真的需要好好的介绍一番，因为很多人在听说时空弯曲一词后，在看到该都会先入为主的建立一些联想，比如将中弯曲的网格线认为是真正的客观时空，但实际上真正的时空是看不见

之所以这样描绘，是因为这样可以将弯曲一词足够直观的描绘出来，甚至于我得告诉你，上弯曲的网格线实际上仅仅是天体赤道面上的空间几何，没错那仅仅是一个赤道平面上的空间状况，并且之所以是一个凹陷下去的形象，那是因为空间尺度的径向坐标差与实际长度不相等，为此可以用一个欧氏柱坐标来画出这种长度不相等，从而表现出空间弯曲这种抽象的属性。

对于这种，科学家将其称为嵌入图，为了更好的介绍嵌入图（介绍虫洞前的必要准备），下面我们就介绍一个简单的嵌入图。

假设宇宙中存在一个孤单的球状天体，并且这个天体没有自转且所带电荷总体呈现中性，那么存在该天体的时空就被称为史瓦西时空。

如果更加宽泛一点，就得用到伯克霍夫定理，该定理告诉我们真空爱因斯坦方程的球对称解必为史瓦西解，也就是说只要该天体为球状，附近宇宙空间不存在其他物质，且无自转不带电，那么引力场方程的解就是史瓦西解，需要注意一点的是，该定理告诉我们，天体可以存在径向运动，比如沿着半径进行膨胀或坍缩，只需要保证物质是球对称分布即可。

这个定理是非常有用的，比如说咱们的太阳，从主序星到红巨星期间，我们都可以用史瓦西解去描述周围时空（虽然太阳周边存在不少物质，并且其自身也有自转等额外因素，但仍然可以近似使用史瓦西解）。

那么这样的一个天体对时空产生影响该如何通过嵌入图表现出来呢？