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一秒跨越一光年,利用爱因斯坦虫洞,人类未来能遨游宇宙吗?

2024-08-05科学

物理学家始终致力于探寻宇宙规律,并力图使这些规律服务于人类,然而科学并非无所不能,当下尚有诸多宇宙规律未能被人类加以利用。

【最典型的就是真空光速】

19 世纪末的以太实验表明,光速恒定且无法超越,真空光速为每秒 30 万公里,此乃宇宙之定则。无论是太阳之光,还是我们用于相互交流的电磁波,皆仅能以每秒 30 万公里的速度行进。该速度一秒可绕地球 7.5 圈,然而于宇宙之中,光速仿若龟行,全然无法使我们得见宇宙的即时情状。

受光速限制,我们所见到的太阳乃是8分20秒前的太阳,哈勃与韦伯望远镜所观测到的宇宙亦为过去之宇宙。尤为关键的是,于光速限制之下,即便未来人类文明研制出光速飞船,在地球之人眼中,飞船抵达半人马座比邻星需4年,横穿整个银河系需10万年,抵达仙女座星系则需254万年。

故而,不管是在科幻创作领域,还是现实的科学领域,均曾多次构想过超光速的方案,尤以一秒可穿越一光年的设想为甚。

【目前来看有两个办法能实现】

其一为一百多年前爱因斯坦广义相对论内的时空折叠,以当下之言可称其为虫洞,其基本原理颇为简易:在广义相对论对我们宇宙的描述中,宇宙是一个充斥弹性、可被质量任意扭曲的时空,故而远方恒星所发出的光在途经太阳周边时会产生偏折,也正因如此,宇宙中才会存在黑洞,现今的引力透镜乃至引力波,均为宇宙时空可受质量影响的凭据。

于时空可被扭曲之时,虫洞技术旨在使宇宙中相距若干光年的星系或星球,借由时空扭曲之法使其彼此无限趋近,并构建出一条可供通行的隧道。此过程恰似将一张纸对折后戳出一个孔洞,如此一来,二维纸面上相距甚远的两点,便可在纸张折叠之际于三维空间中无限接近,进而通过孔洞相互连通。

【然而现实中的虫洞并不容易生成】

故而当下我们的宇宙过于寒冷,近乎绝对零度的背景温度致使宇宙时空极为稳固。除黑洞这一特殊天体可使时空扭曲形成凹陷外,其余所有天体皆难以对时空结构产生影响。因而若要生成虫洞,我们起码需具备制造达至黑洞级别时空扭曲的能力。

天文学家认为,宇宙大爆炸初始之际,宇宙时空的温度颇高,那时的整个时空犹如烧开水时的状态般沸腾,而虫洞恰似沸腾过程中开水内随机形成且短暂连接的气泡。其后,伴随宇宙的降温,气泡皆已消散,虫洞亦丧失了其存在的根基。

量子物理学家指出,尽管宏观层面的虫洞已无存在依据,然而在量子范畴内,虫洞仍有存在的可能,此理论其后还被应用于漫威电影中,蚁人正是借助量子世界的虫洞实现了穿越时空回到过去。

【总体来看】

虫洞作为一项可真正达成一秒跨越一光年的技术,尽管当下实现的可能性极为微小,然而伴随未来科技,特别是理论物理学的发展,我们或许确实能够构建虫洞,从而在宇宙间自如往来。