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德国科学家称虫洞可打开或实现星际旅行

德国科学家称虫洞可打开或实现星际旅行

2012-03-19 15:48:25

  而负能量物质也并没有它的名字听上去那么荒谬。想象两块平行放置的金属片,一同置于真空中。如果你将这两块金属片不断相互接近,它们当中相隔的真空区域将具有负能量——即这里具有较之外部真空区域更低的能量。这是因为正常状态下的真空就像是波涛汹涌的大海,而当两块金属片非常接近时,较大的波浪将无法通过,于是便被排除在外。于是留在两块金属片之间区域的能量就将少于外侧其它区域。

  不幸的是这样的负能量实在太微不足道,根本无法用于维持虫洞的开放。事实上,索恩和他的合作者们提出的虫洞开放策略将需要巨大的负能量来源,其总量几乎将相当于一颗普通恒星在一年中释放出的能量中的很大一部分。

  回到之前的话题,或许我们将可以找到某种方法来绕过这一难题?到目前为止,所有的虫洞理论提出的基础都是以爱因斯坦的广义相对论不谬为前提的。但事实上这样的前提或许并不是牢固的。首先,这一理论在黑洞视界范围内将会失效,并且也无法用于解释宇宙极早期的现象。而描述微观世界的量子理论却取得了巨大的成功,它几乎可以解释一切事物,从地面为什么是坚硬的,到太阳为什么可以发光。很多研究者都认为,爱因斯坦的相对论一定是某种更加深刻理论的一种近似。

  超越爱因斯坦

  人们对于这一更深层次理论的最初探索出现在1921年。当时物理学家西奥多·卡鲁扎(TheodorKaluza)和奥斯卡·克莱(OskarKlein)受到爱因斯坦理论的启发,爱因斯坦指出引力是一种错觉,它实际上只是四维时空的弯曲,他巧妙地将传统的三维空间和时间结合在了一起。他们两人进一步发展了这一理论,并证明引力和电磁力实际上都可以用一个五维空间的弯曲来进行解释。在那之后,弦理论更是指出,自然界中的所有4种基本力都可以用10纬空间的弯曲来进行解释。

  很不幸,当维度超过四维时,这一强大的理论将禁止虫洞的存在,除非有强大的负能量可以维持它的开放状态。2002年,俄罗斯莫斯科引力和基础测量中心的克里尔·布罗尼科夫(KirillBronnikov)和韩国首尔梨花女子大学的金宋万(音译:Sung-WonKim)共同提出了一种新的可能性,他们提出了一种不需要负能量物质维持开放的虫洞方案。他们基于膜理论原理提出了一系列新的虫洞备选方案。膜理论认为我们所处的世界是一座四维孤岛,它漂浮在更高的维度之海中。布罗尼科夫说:“我们不需要任何幽灵般的物质就可以让虫洞保持任意大小。”

  然而像弦理论这类涉及高维的理论都极端复杂。同样来自德国奥登堡大学的克莱豪斯的同事约塔·昆兹(JuttaKunz)和希腊约阿尼纳大学的帕那吉塔·坎提(PanagiotaKanti)最近正在从事对爱因斯坦理论的拓展工作,试图使其更加便于处理。这一理论体系最简略的形式名为DEGB理论。

  如果更高的维度处于卷缩状态,它们可以变得非常微小,这也就解释了为何我们通常无法直接感受到它们存在的原因。而让弦理论中涉及的另外6个维度卷缩的过程又会形成几个新的力场。和广义相对论将引力概括为时空的弯曲类似,DEGB理论中的引力同样有赖于时空和更高维度上的弯曲。

  将这种理论应用于引力方程之后,克莱豪斯和他的同事们找到了有关虫洞的一个解。它不需要任何负能量来维持自身的开放,或者更加准确的说,是根本不需要任何物质来维持自身的开放。

  其它研究人员对这一结果表示审慎的欢迎。如法国亚原子物理和宇宙学研究所的奥列的林·巴罗(AurélienBarrau)表示:“我认为这项进展是重要的,它让虫洞旅行变得更加可能。然而尽管这项方案将不要用用到任何形式的物质,但是这项研究听上去仍然让人感到难以置信。”

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