空間跳躍技術獲進展,穿越蟲洞不再遙遠

物理 天文 宇宙 愛因斯坦 存在之輕 2017-04-03

60多年前,愛因斯坦提出了“蟲洞”理論.那麼,“蟲洞”是什麼呢?簡單地說,“蟲洞”是連接宇宙遙遠區域間的時空細管.它可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來,並提供時間旅行的可能性。早在20世紀50年代,已有科學家對“蟲洞”作過研究,由於當時歷史條件所限,一些物理學家認為,理論上也許可以使用“蟲洞”,但“蟲洞”的引力過大,會毀滅所有進入的東西,因此不可能用在宇宙航行上。

空間跳躍技術獲進展,穿越蟲洞不再遙遠

隨著理論與技術的發展,科學家提出了空間跳躍技術。這是建立在弦理論的發展上,通過基於人工蟲洞建造的宇宙弦,來實現超空間跳躍的技術。由於基於現今科學技術,尚無法通過人工手段製造出宇宙弦,所以科學家們又提出猜想:在宇宙大爆炸時,產生了大量的弦,一般認為,它們不斷融合,產生了大型的宇宙弦,它們的長大致有100億光年以上。宇宙弦很難用望遠鏡直接觀測,但能通過引力透鏡來間接發現。通常的引力透鏡是由於星系團的引力作用,使光線扭曲,會看到星系團後的星系分成兩個虛像,但像是扭曲的,而宇宙弦引起的引力透鏡效應不會導致像的扭曲。但到目前為止尚未發現可以認定是宇宙弦的情況。

較早時期所建立的粒子學說則是認為所有物質是由只佔零維空間的“點”狀粒子所組成,也是現今廣為接受的物理模型,也很成功的解釋和預測相當多的物理現象和問題,但是此理論所根據的“粒子模型”卻遇到一些無法解釋的問題。比較起來,“弦理論”的基礎是“波動模型”,因此能夠避開前一種理論所遇到的問題。更深的弦理論學說不只是描述“弦”狀物體,還包含了點狀、薄膜狀物體,更高維度的空間,甚至平行宇宙。

關於空間跳躍技術橫跨空間兩點的蟲洞理論的應用,這個應用相對更加危險,需要在宇宙空間的結構中打開一個裂縫。這個裂縫將宇宙中相隔遙遠卻相互關聯的兩個點連接起來,這就是“蟲洞”。使用受損、低效的空間跳躍裝置或者進行匆忙的航行都很可能導致不幸的結果,例如會發生難以掌控的時空跳轉。

根據宇宙大爆炸理論,在大爆炸後的最初階段,引力、電磁力、弱核力和強核力之間沒有區別,存在於一個統一場中,而宇宙弦就是這一時期超高溫相變的遺蹟——如果把宇宙比作一塊爆炸後開始冷卻結晶的冰面,宇宙弦類似於冰面中蜿蜒的不規則裂縫。宇宙弦是極高密度的能量線,直徑只有原子大小的億萬分之一,密度卻達到每立方厘米10噸。有些物理學家相信,早期宇宙的這種遺物在今日宇宙仍然存在。

蟲洞是否可進行太空旅行呢?這個想法比較瘋狂,但是科學家並沒有完全否定這個猜想,畢竟時空的奧祕我們仍然沒有弄清楚。由於宇宙空間的浩淼是無法用語言來形容,而且連想象也無法幫助自己瞭解宇宙空間,距離我們最近的恆星為4.2光年左右,宇宙速度最快的光也需要4年多,而銀河系的直徑在10萬光年,顯然進行星際旅行只要特殊的通道,否則無法實現如此長距離的空間飛行。

宇宙學家認為蟲洞是目前最有可能進行快捷星際旅行的方案,理論上我們可以將時空扭曲,通過某些物質建立起連接兩處宇宙時空的通道,然後讓宇宙飛船通過,但是科學家目前認為蟲洞跳躍是非常困難的,最大的問題在於我們無法維持蟲洞的開放,所以我們可能很難或者說根本無法實現蟲洞旅行。

關於蟲洞的解釋在1935年就出現了,愛因斯坦和羅森在論文中指出,存在一種特殊的通道可連接兩個遙遠的時空,因此該通道也被稱為愛因斯坦-羅森橋。到了20世紀80年代,天文學家卡爾·薩根在他的小說中披露了蟲洞旅行的特點,女主角通過蟲洞進行了時空旅行,而一位名為基普·索恩的物理學家認為要保持蟲洞的開放就需要一種奇怪的東西,即奇異物質,這種物質是非常神奇的,因為它具有負能量,可產生一種反作用力,這就意味著你將一個由奇異物質製造的球放地球上,小球會上升,而不會做自由落體運動。

蘇黎世聯邦理工學院(ETH)科學家首次在一個類似計算機芯片的電子電路中,將信息從其一角“隱形傳輸”到了另一角。研究人員指出,這是首次在一個固體系統中成功實現了量子態信息隱形傳輸,從發送方到接收方不用傳輸信息載體,這種電路是未來構建量子計算機的重要一環。相關論文發表在最近出版的《自然》雜誌上。

實驗設備類似於傳統計算機芯片,並在發送方和接收方之間建立起量子糾纏。研究人員在設備一個角編制了一點量子信息作為發送方A,信息從這個角到它的對角B實現了“隱形傳輸”,空間距離約6毫米。“量子隱形傳輸可以和科幻電影《星際迷航》中的光束傳輸相媲美。”該研究負責人、蘇黎世聯邦理工學院物理系教授安德里亞·沃拉夫說,“信息不會從A點旅行到B點,而是在A點消失,在B點出現,此時我們在B點讀取出來。”

如果真是這樣,藉助空間跳躍技術,人類穿越蟲洞實現時空旅行也不再是夢想。

(原創不易,謝謝打賞。探索宇宙、自然、生命的奧祕。更多資訊敬請關注同名微信公眾號:czzhq16。)

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